第三章電流式分析儀器本章重點掌握內容：基本概念電流式分析儀器基本知識三種溶氧分析儀測量方法溶氧標定方法1/16第三章電流式分析儀器一、概念：經過測量電極與被測物質組成測量系統(tǒng)電流改變，而獲知溶液離子活度分析方法。實現(xiàn)方法：經過傳感器將溶液濃度改變量轉換成電流信號改變量。二、電流式分析儀器基本知識傳感器分類:原電池型傳感器極譜型傳感器平衡型傳感器2/16（一）原電池型傳感器測量原理：被分析物質參加原電池化學反應,產生一個與被測物質濃度相關電流信號,檢測其電流就能獲知被分析物質濃度?？煞譃榻佑|式、復膜式、洗出式顯示儀表RI1.接觸式：由鎘、金組成原電池極化電池:由兩種不一樣金屬及其被測溶液組成電極系統(tǒng)，當兩電極電位等于0V時平衡狀態(tài)原電池。去極化劑：破壞電池原有平衡狀態(tài)，部分地消除原電池極化物質陰極反應:陽極反應:總反應:電極反應：AuCd3/16測量公式:依據電極擴散動力學方程式有存在缺點:因為電極直接和被測水樣接觸,所以水樣中一些離子、雜質影響測量準確度。氧擴散系數金電極有效面積得失電子數法拉第常數擴散層有效厚度溶解氧濃度2.復膜式：經過透氣膜將被測水樣與電極系統(tǒng)隔離開，減小或消除了被測水樣中雜質影響.顯示儀表透氣膜RI水樣電解液陰極反應:陽極反應:總反應:電極反應：4/16測量公式:原電池極限擴散電流I為氧擴散系數陰極有效面積得失電子數法拉第常數透氣膜厚度氧在氧電極表面分壓透氣膜選擇性:對被測組分有很高透過性,而其它組分難于經過，含有較強抗干擾能力。選擇性可用透氣率表示：氣體在膜中擴散系數氣體在膜中溶解系數透氣膜材料：常采取聚四氟乙烯、聚乙烯制成透氣膜受溫度影響很大，透氣率是溫度正指數函數，采取溫度賠償加以修正。透氣膜穩(wěn)定性:膜對酸堿化學穩(wěn)定性\抗過溫能力\膜機械強度等.采取強電解質和緩沖溶液，降低內阻防止熱效應引發(fā)電位漂移；pH>8降低波動。5/163.洗出式（經典儀器為DJ101溶氧分析儀）：由洗出裝置（置換裝置）和檢測裝置組成傳感器洗出裝置作用：用純氫氣將水中溶解被測氣體洗提到氫氣中，然后被氫氣帶到檢測其中分析溶解氧置換：依據亨利定律，在定溫及平衡條件下，某氣體在液體里溶解度和該氣體平衡壓力成正比。即：

P=kn黃金絲鉑黑絲陰極反應:陽極反應:總反應:電極反應：百分比常數氣體分壓溶解氣體摩爾數6/16分析流程7/16（二）極譜型傳感器1.測量原理U0U1/2U1I0/2I0在陰陽兩極外加一可變電壓UU<U0時，I≈0U>U0時，I按指數函數規(guī)律上升U>U1時，I趨于穩(wěn)定值I0，且與被測物質濃度成正比半波電位：I0／2所對應電壓值U1／2，可定性分析溶液存在各種物質時，各物質對極限擴散電流都有貢獻削除干擾，采取選擇性透氣膜U1／2,AU1/2,BU1/2,CI0AI0CI0B8/162.影響原因傳感器結構：結構不合理直接影響檢測性能。水樣溫度：與復膜式原電池相同水樣流量：在復膜表面附近被測物質形成濃度梯度，使膜表面濃度小于周圍濃度，只有流量增大到某值時，濃度梯度才趨近消失，I值趨于穩(wěn)定，所以采取恒流裝置。復膜材質及厚度：選擇性好、透氣率高、強度大膜。在確保膜強度及使用壽命情況下，盡可能減小膜厚度，以提升靈敏度和響應速度。水樣中有害物質：水中雜質、H2S、SO2等，會降低靈敏度和清洗周期。9/16新型極譜式傳感器特點：

三電極體系，除傳統(tǒng)鉑陰極、銀陽極外，還有一銀質參比電極，大大提升了信號穩(wěn)定性和精度零點穩(wěn)定。內置自消耗電極，自行消耗電解液中殘余氧。

陰極反應:陽極反應:總反應:電極反應：10/167931溶氧電極是平衡式溶解氧電極，采取了羅斯溶氧電極原理，最大特點就是不耗氧。由此帶來了許多應用上特點，在國內電廠中使用不少。

7931采取三電極體系，陰極和陽極為兩根雙繞細鉑絲，浸在由永久性隔膜包住電解液中。同時用銀絲帶做參比電極，提供控制反應偏壓。

功效特點：專利型探頭

·永久性，不需更換膜片和電解液·不怕污染

·使用普通不受流量影響，不需機械攪拌

·無陰極電鍍效應和電極損耗

·測量準確，反應靈敏(三)平衡型傳感器11/16存在問題：1、電極出問題時基本上沒有處理方法，只有整支換掉，使用費用較高。

2、質保期只有一年，而且從離開美國開始算，使用壽命極難確保。電極反應陰極反應:陽極反應:總反應:12/16（二）溶氧分析儀校準1.為何要對溶氧表進行標定

因為現(xiàn)場長久使用引發(fā)電極老化、內電解質液消耗，組分改變、氣透污染及老化等問題，為處理上述原因造成基線漂移靈敏度下降，所以必需定時標定。

2.標定方法

化學分析法、飽和溶氧法、空氣法、電解法

化學分析法:電力行業(yè)標準SS-12-2-84(靛藍二磺酸鈉比色法)

SS-12-3-84(靛藍二磺酸鈉葡萄糖比色法)

缺點：人為誤差大，實時性差13/16飽和氧水法:用空氣飽和溶氧水標定，其溶解度與大氣壓、飽和氧水溫度、含鹽量及其它溶解度溶質影響相關。采取除鹽水飽和溶氧法，其溶解氧濃度可表示為：ρ0（mg/L）為0℃時飽和溶氧濃度,ρ0＝14.5mg/L對痕量溶氧分析進行校正時，去配制濃度更低標準液方法:采取硅橡膠管透氣法，裝置如圖所表示裝置出口水飽和溶氧濃度ρi(ug/L)為：當K<<1時水樣本底氧濃度(ug/L)副流路于主流路流量比14/16空氣校正法

:將電極暴露在空氣中，使空氣中氧經過透氣膜進入到內電解液中到達平衡，因為內電解液中飽和氧濃度與溫度、大氣壓及內電解液性質相關。

缺點：只能作為粗校，不適于痕量分析電解氧校正法

:在測量池前端配置電解池(由鉑金電極組成，在其兩極加一定電壓)，保持流量恒定，當電流恒定時，水樣中就有一個恒定氧濃度增量，用此氧濃度增量對溶氧分析儀進行校正依據法拉第電解定律:

析出物質質量(g)百分比常數，1／96500(C)

摩爾質量g/mol電解過程經過電量(C)

水樣流量(mL/min)電解電流