Oxígeno Disuelto

Teoría y Medición

El oxígeno disuelto (OD) es una medida de cuánto oxígeno se disuelve en un sistema. Las mediciones generalmente se toman en agua usando una sonda de OD y un medidor. Las medidas tomadas siguen la Ley de Henry, que establece que la concentración de gas en una solución es directamente proporcional a la presión parcial de ese gas sobre la solución. La constante de la Ley de Henry es un factor de proporcionalidad, por lo que es específica del gas en el disolvente que se mide.

La presión parcial de oxígeno es, de hecho, una medida de la actividad termodinámica de sus moléculas. La velocidad a la que el oxígeno se disuelve, difunde y reacciona no está determinada por su concentración, sino por su presión parcial. La atmósfera de la Tierra está compuesta de 20.9% de oxígeno, y al nivel del mar la atmósfera está 100% saturada de oxígeno.

El porcentaje de saturación es la cantidad de OD presente por cantidad de OD posible a una temperatura y presión dadas. El porcentaje de saturación es una unidad común para la medición de OD ya que se basa en la presión parcial de un gas; por lo tanto, es correcto para la determinación en cualquier solvente.

Las mediciones de concentración de OD también pueden usar las unidades de partes por millón (ppm) o miligramos por litro (mg / L). En los medidores que informan la concentración de OD en ppm o mg / L, siempre se supone que el solvente es agua. En otros solventes como aceites o ácidos, la constante de la Ley de Henry sería diferente. En esos casos, se debe usar el porcentaje de saturación ya que es incorrecto usar ppm o mg / L.

Efectos de Temperatura y Presión

A medida que aumenta la temperatura de una solución, aumenta el movimiento de partículas dentro de esa solución. Con un mayor movimiento de partículas, los gases disueltos escapan más fácilmente de la solución. En agua tibia, el oxígeno es menos soluble, mientras que en agua fría el oxígeno es más soluble. La concentración de OD en aguas saturadas de aire disminuye al aumentar la temperatura.

Aplicaciones

Las mediciones de calidad del agua son vitales para el monitoreo ambiental. En los lagos y ríos inactivos, la descomposición de la materia orgánica puede aumentar los niveles de bacterias. Las bacterias aeróbicas consumen oxígeno, lo que desencadena una deficiencia que puede hacer que un cuerpo de agua "muera", matando plantas y animales acuáticos.

La acuicultura es la cría y cosecha de plantas y animales en todo tipo de ambientes acuáticos. Los peces, el zooplancton y las plantas necesitan oxígeno disuelto para sobrevivir y reproducirse. Las mediciones de OD se utilizan para monitorear y controlar el entorno requerido para el éxito.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales dependen de las bacterias para descomponer los compuestos orgánicos que se encuentran en el agua. Si la cantidad de oxígeno disuelto en las aguas residuales es demasiado baja, estas bacterias morirán y se producirán condiciones sépticas. La cantidad de OD debe ser monitoreada constantemente para asegurar el tratamiento adecuado de los desechos.

El vino y la cerveza se ven afectados por el oxígeno en varias etapas durante la producción y el almacenamiento. El OD es un parámetro importante para monitorear para aquellos que desean producir productos consistentes y de alta calidad.

Hanna Instruments ofrece una variedad de métodos para medir el oxígeno disuelto. Los productos incluyen medidores portátiles y de sobremesa que utilizan sondas polarográficas, galvánicas u ópticas tipo Clark.

El oxígeno disuelto también se puede medir fotométricamente con reactivos. El análisis fotométrico se basa en el principio de absorbancia de Lambert-Beer. Los productos de análisis fotométrico incluyen fotómetros portátiles y de sobremesa, y espectrofotómetros. Los métodos fotométricos incluyen productos químicos reactivos basados ​​en una adaptación de los Métodos Estándar para el Examen de Agua Potable y Aguas Residuales (23a edición), método Winkler modificado por azida en el que hay una reacción que causa un tinte amarillo en la muestra.

Los kits de Prueba Química (CKT) también están disponibles y son titulaciones simples utilizando un método Winkler modificado.

 

Medidores de Sobremesa

Los medidores de sobremesa están disponibles con sondas polarográficas tipo Clark. Los medidores de sobremesa están disponibles con entrada manual de salinidad y altitud para mediciones compensadas. Los medidores también están disponibles para realizar DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno), OUR (Tasa de Absorción de Oxígeno) y SOUR (Tasa Específica de Absorción de Oxígeno). Los parámetros que incluyen el volumen de la botella y la semilla se usan para calcular la DBO en base a dos mediciones tomadas con 5 días de diferencia.

 

 

Medidores Portátiles

Los medidores portátiles están disponibles con sondas que utilizan las tecnologías polarográfica, galvánica u óptica Tipo Clark. Los medidores portátiles incluyen aquellos con calibración manual y selección manual de valores de compensación de altitud y salinidad. Los medidores portátiles también incluyen versiones que tienen un transductor de presión barométrica para compensación automática de presión junto con versiones que tienen un sensor de CE para compensación de salinidad. Los medidores están disponibles con los programas DBO, OUR y SOUR incorporados para el cálculo automático.

Medidores Portátiles con Sonda Polarográfica

Los siguientes medidores portátiles usan una sonda polarográfica tipo Clark. Las sondas Polarográficas de OD consisten en un electrodo de trabajo (cátodo) y un contra electrodo (ánodo). Se aplica un voltaje de polarización a estos electrodos que es específico para la reducción de oxígeno. Una membrana delgada, permeable al gas, aísla los elementos sensores de la muestra de agua, pero permite que pase el oxígeno. El oxígeno que pasa a través de la membrana se reduce en el cátodo, causando una corriente a partir de la cual se determina la concentración de oxígeno. Las sondas polarográficas de dos electrodos utilizan el ánodo como electrodo de referencia.

 

Medidores Portátiles con Sonda Galvánica

Los siguientes medidores portátiles utilizan tecnología galvánica. Las sondas galvánicas de OD consisten en un electrodo de trabajo (cátodo) y un contra electrodo (ánodo) que actúan como una batería para producir un voltaje específico para la reducción de oxígeno. Una membrana delgada, permeable al gas, aísla los elementos sensores de la muestra de agua pero permite que pase el oxígeno. El oxígeno que pasa a través de la membrana se reduce en el cátodo, causando una corriente a partir de la cual se determina la concentración de oxígeno.

Medidores Portátiles OPDO

Hay medidores portátiles disponibles que utilizan tecnología óptica para medir el oxígeno disuelto. La sonda de detección óptica de OD se basa en el principio de enfriamiento de fluorescencia. El método de detección presenta un luminóforo basado en Pt inmovilizado que es excitado por la luz de un LED azul y emite una luz roja. El oxígeno disuelto apaga esta excitación. Cuando no hay oxígeno presente, la vida útil de la señal es la mayor; a medida que el oxígeno llega a la superficie de detección, la vida útil se acorta. La intensidad y la vida útil son inversamente proporcionales a la cantidad de oxígeno presente; a medida que el oxígeno interactúa con el luminóforo, reduce la intensidad y la vida útil de la luminiscencia. La vida útil de la luminiscencia se mide con un fotodetector y se utiliza para calcular la concentración de oxígeno disuelto. A su vez, el medidor informa esto como un % de saturación o lectura de mg / L de oxígeno disuelto.

 

 

Control de Procesos

Los controladores de proceso están disponibles para el monitoreo continuo de soluciones. Los controladores de proceso incluyen un punto de ajuste programable que puede activar un relé conectado a una válvula solenoide, bomba dosificadora u otro dispositivo para realizar ajustes en un proceso. Los controladores de proceso ofrecen una salida analógica para la conexión a un dispositivo remoto como SCADA, PLC u otros dispositivos compatibles.

 

 

Soluciones

Las soluciones para sonda de medición incluyen soluciones de relleno para sondas polarográficas y galvánicas. En esta categoría se encuentra la solución de oxígeno cero para calibrar medidores a 0 mg / L (ppm).

La categoría de solución también incluye los estándares CAL Check para verificar fotómetros portátiles y de sobremesa. Cada estándar CAL Check se entrega con un Certificado de Análisis que indica la precisión y trazabilidad del estándar.

 

 

Espectrofotómetro

Los espectrofotómetros están disponibles con un método de oxígeno disuelto pre programado en el medidor. El espectrofotómetro también tiene métodos de captación de oxígeno incorporados para el mantenimiento de la caldera. El espectrofotómetro ofrece la máxima precisión debido a la calidad del sistema óptico que tiene una precisión de longitud de onda de +/- 1.5 nm. El espectrofotómetro permite métodos personalizados.

 

 

Fotómetros de Sobremesa

Los fotómetros de sobremesa incluyen versiones multiparámetros para la calidad del agua, las aguas residuales y el medio ambiente. Cada fotómetro está personalizado para tener los parámetros utilizados por una industria específica. Algunos modelos, como la versión para calderas y torres de enfriamiento, incluyen los métodos de eliminación de oxígeno. Todos los medidores de sobremesa tienen una entrada de electrodo de pH digital que le permite ser utilizado como un medidor de pH tradicional.

 

 

Fotómetros Portátiles

Un fotómetro portátil está disponible para medir oxígeno disuelto.

 

 

Kits de Prueba Química

Un kit de prueba química de oxígeno disuelto (CTK) está disponible con un solo parámetro o disponible con CTK multiparámetros. El CTK de oxígeno disuelto utiliza un método de titulación Winkler modificado. Todos los accesorios se incluyen con el CTK para medir el oxígeno disuelto.

 

 

Reactivos

Los reactivos incluyen los reactivos utilizados con los fotómetros y el kit de prueba química para medir el oxígeno disuelto. También se incluyen en esta categoría los reactivos eliminadores de oxígeno.

 

 

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