Составные элементы и параметры типичного электрода Кларка, используемого для измерений

Корпус нержавеющая сталь, пластик

Мембрана тефлоновая, силиконовая

(в некоторых случаях применяется армированная стальной сеткой)

Материал катода платина, диаметр 0.25 мм

Анод Ag/AgCl, хлорированное серебро

Электролит 0.1 М раствор хлористого калия

Время ответа от 45 до 90 сек (98%)

Стабильность в воде при постоянной температуре и давлении дрейф менее 2% в неделю.

Зависимость показаний от потока жидкости различия показаний в перемешиваемом и неперемешиваемом растворах не более 3…5%

Время поляризации несколько часов

Ток электрода в окружающем воздухе 60х10-9 А

Ток в среде N2 1% от тока в окружающем воздухе

Температурный коэффициент 2.3 % / град при 250 С

Для измерения тока используются амперометрические приборы фирм «ORION» и Ingold, имеющие диапазон измерений 10^–8–10^–11А.

Кислородный амперометрический ИП фирмы «ОRION» содержит небольшой объем электролита, в который помещены измерительный микроэлектрод из платины и электрод сравнения. На микроэлектроде поддерживают постоянный потенциал приблизительно 0,8 В относительно электрода сравнения. При этом измеряется ток электрохимической ячейки. Внешний аналит, в котором необходимо определять концентрацию кислорода, и электролит ИП разделены мембраной, проницаемой для кислорода. Электродом сравнения служит каломельный электрод (Hg₂Cl₂).

Теория функционирования: В случае амперометрических электродов, к которым относится кислородный электрод, измерение основано на регистрации тока. Кислородный электрод состоит из катода и анода, проводящей средой между которыми служит раствор электролита. Потенциал поляризации - 0.7 В, приложенный к катоду относительно анода, восстанавливает на катоде кислород в соответствии с реакцией:

Катодная реакция: О2+2Н2О +4е- -> 4ОН-

Анодная реакция: 4Ag +4Cl- -> 4AgCl + 4e-

(общепринятые обозначения: О2 – молекулярный кислород, Н2О - вода, е- - электрон, ОН- - гидроксил, Ag – атом серебра, Cl- - ион хлора).

Указанные химические реакции приводят к протеканию тока, который пропорционален парциальному давлению кислорода (РО2). Кислородный электрод поглощает кислород, который поступает к его поверхности из раствора. В этой связи важными параметрами, определяющими функционирование электрода, являются вязкость раствора и скорость смены раствора у поверхности электрода.

Ток электрода определяется не только парциальным давлением кислорода, а также рядом других параметров электрода. Ток электродов различных конструкций может отличаться на несколько порядков (в первую очередь это зависит от площади катода). По этой причине кислородные электроды и усилители к ним не являются, в отличие от потенциометрических систем, взаимозаменяемыми.

Дата добавления: 2014-01-07