Mi is az oldott oxigén?

Az oldott oxigén (közismert angol rövidítése a „DO”) egy adott közegben (általában vízben) feloldott molekuláris oxigén (O2).

Általában mg/l vagy ppm mértékegységben, illetve százalékos arányként adják meg (a százalékos arány az adott hőmérsékleten lehetséges maximális oldott oxigéntartalom és a tényleges oldott oxigéntartalom arányát jelenti).

Miért van szükség a DO mérésére?

Az oldott oxigén (DO) a vízi élet megfelelő szintű biztosításához szükséges pl.: halgazdálkodás, akvarisztika.

Egyes alkalmazási területek esetén a magas oldott oxigén koncentráció elősegítheti a korróziót pl.: kazán tápvizek, hűtő és fűtő tornyok.

A szennyvíz hatékony kezelése érdekében megfelelő oldott oxigén (DO) szintre van szükség a biológiai tisztítás során.

További hasznos tippekért és tájékoztatásokért kattintson ide!

Kiemelt oldott oxigénmérőink


Oldott oxigén (DO) méréssel kapcsolatos bejegyzéseink


Az oldott oxigéntartalom mérése a tápoldatokban

Az oldott oxigéntartalom mérése a tápoldatokban

A hidroponikus növénytermesztés azt jelenti, hogy a növények nem talajban fejlődnek, és a szükséges tápanyagokat a tápoldatból veszik fel.

Olvass tovább
Szennyvízkezelés – A pH-érték és az oldott oxigén mérése

Szennyvízkezelés – A pH-érték és az oldott oxigén mérése

Nézzük meg, hogy miért is szükséges a pH-érték és az oldott oxigén mérése a levegőztető medencében.

Olvass tovább
A vízminőség környezetvédelmi vizsgálata – 1. rész

A vízminőség környezetvédelmi vizsgálata – 1. rész

Cikksorozatunk röviden bemutatja a vízminőség fogalmát, milyen paraméterek alapján vizsgálható, illetve ezek hogyan mérhetők. Az első részben a vízminőségről és a pH-értékről lesz szó.

Olvass tovább

A légköri nyomás

A légköri nyomás a Föld légkörének nyomása. A légköri nyomás növekedéséve az oldott oxigén (DO) koncentráció növekszik. Azonban a magasság növekedésével a légköri nyomás csökken így az oldott oxigén (DO) koncentráció is csökken.

A hőmérséklet

A hőmérséklet egy rendszerben (mint például egy szoba) található részecskék átlagos mozgási energiájának mértékét jelzi. A hőmérséklet növekedésével nő a részecskék mozgásának mértéke.

Az aktívabb részecskék többször ütköznek egymással, így egyre több kötés bomlik fel. A kötések felbomlásával az oldott gázok felszabadulnak. Ezek a gázok elhagyják az oldatot. Tehát magyarul a magasabb hőmérséklet esetén alacsonyabb lesz az oldott oxigén (DO) koncentrációja.

A sótartalom

A víz poláris molekula. A polarizált töltések nagyobb valószínűséggel vonzzák magukhoz a többi polarizált molekulát, illetve az oldatban található, töltéssel rendelkező ionokat (mint például a NaCl). Az oxigén nem túl poláris, ezért versenyeznie kell az ilyen molekulákkal a víz körüli tér birtoklásáért. Tehát mindezekből az következik, hogy a sótartalom növekedésével az oldoot oxigén (DO) koncentrációja csökken.

A páratartalom

Ha a páratartalom (vagy is a levegőben található víz mennyisége) nő, akkor a légkörben található oxigén százalékos aránya csökken, tehát csökken az oldott oxigén (DO) koncentrációja is.

Azonban a relatív páratartalom hatása a DO-koncentrációra minimális, mivel érezhető befolyása csak a legmagasabb hőmérséklet esetén van.

  • Jodometria (Winkler titrálás)
  • Kolorimetria
  • Elektroanalitikai metódus (Galván-érzékelők és Clark-féle polarográfiás érzékelők)
  • Lumineszenciás oxigén-érzékelők

Jodometria

A jodometria olyan titrálási metódus, amelynek során a jód megjelenése vagy eltűnése jelzi a titrálási végpontot. Az oldott oxigén (DO) koncentrációja a jódtartalommal arányos.

A kolorimetria

A kolorimetria a színmérést jelenti. Színeket akkor érzékelünk, ha bizonyos hullámhosszúságú fényt egy anyag elnyel vagy visszaver. A fotométerek egy ismeretlen anyag által elnyelt fénymennyiséget egy ismert koncentrációjú anyaggal hasonlítanak össze. A reagensek hozzáadása után a kialakult szín intenzitása az oldott oxigén (DO) koncentrációval arányos.

Az elektroanalitikai metódus

  • Az elektroanalitikai metódus használata során elektrokémiai cellák segítségével határozhatók meg a vizsgált anyag tulajdonságai.
  • Az elektrokémiai cellák olyan eszközök, amelyek segítségével elektrokémiai reakciók hajthatók végre.
  • Az elektrokémiai reakciók lényegében hagyományos redox-reakciók (más néven ORP-reakciók).

A legfontosabb, hogy minden redox-reakció két fél-reakcióból áll. A vezetékkel összekötött, két külön fél-reakció miatt a hagyományos redox-reakció elektrokémiai reakcióvá alakul. Az elektronáramlás a vezetéken keresztül zajlik, és nem közvetlenül az oldatok között.

Az elektrokémia reakciókat lehetővé tevő eszközt nevezik elektrokémiai cellának. Ezeknek két típusa van:

  • A galván-cellák: A reakciók lezajlása spontán módon történik. Az elektronáramlás energiaforrásként használható (mint például egy elem).
  • Elektrolitikus cellák: A reakciók nem spontán módon zajlanak le. Az elektromos energia egy áramkör segítségével indítja el a reakciót.
galván oldott oxigén szonda felépítése

A Hanna galván-érzékelőjének részei

  1. DO-szonda
  2. Hőmérséklet-érzékelő
  3. Szigetelő O-gyűrű
  4. Cink anód
  5. Ezüst katód
  6. Oxigénáteresztő membrán
  7. Membránkupak

A mérési elv

  • A mintában található oxigén áthalad az oxigénáteresztő membránon.
  • A gáz feloldódik a membrán és az Ag katód közötti vékony elektrolit-rétegben.
  • A katódnál az oxigén hidroxil-ionokká redukálódik.
  • A reakcióhoz szükséges elektronokat a cink anód biztosítja.
  • Az anód és a katód között feszültség jön létre az elektrolit-oldatban található két fém közötti potenciál-különbség (E) miatt.
  • Ez az elektromotoros feszültség teszi lehetővé az oxigén redukcióját a katódnál.
  • Áram kezd folyni, ennek nagyságát a műszer a felhasználó által értelmezhető mértékegységre alakítja.

Fontos tények

  • Nincs ráadott feszültség (elemként funkcionál).
  • Csak kis „bemelegítésre” van szükség, s már is használható.
  • Az elektród elhasználja az oxigént, ezért folyamatos utánpótlásra van szükség a mérés során.
  • Az elektródok „elfogynak”, így a szondát előbb-utóbb ki kell cserélni.
  • Az elektrolit nem fogy el.
galván oldott oxigén szonda felépítése

A Hanna polarográfiás érzékelője

  1. DO-szonda
  2. Védőkupak
  3. Vízálló árnyékolt kábel
  4. Műanyag burkolat
  5. Hőmérséklet-érzékelő
  6. Szigetelő O-gyűrű
  7. Ezüst-klorid anód
  8. Platina katód
  9. Oxigénáteresztő membrán
  10. Membránkupak

A mérési elv

  • A mintában található oxigén áthalad az oxigénáteresztő membránon.
  • A gáz feloldódik a membrán és a Pt katód közötti vékony elektrolit-rétegben.
  • A katódnál az oxigén hidroxil-ionokká redukálódik.
  • A reakcióhoz szükséges elektronokat az Ag anód biztosítja.
  • Az anód és a katód közé feszültséget adunk.
  • Ez a feszültség teszi lehetővé az oxigén redukcióját a katódnál.
  • Áram kezd folyni, ennek nagyságát a műszer a felhasználó által értelmezhető mértékegységre alakítja.

Fontos tények

  • Külső feszültség szükséges.
  • Jelentős „bemelegítési” vagy „polarizálási” időre van szükség használat előtt.
  • Az elektród elhasználja az oxigént, ezért folyamatos utánpótlásra van szükség a mérés során.
  • Nem használható tovább, ha az anód felületére nem lehet több ezüst-kloridot felvinni, így a szondát előbb-utóbb ki kell cserélni.
  • A használat során elfogynak a klorid-ionok, ezért az elektrolit-oldatot pótolni kell.
galván oldott oxigén szonda felépítése

A lumineszenciás oldott oxigén (LDO) érzékelők (vagy „optók”) a foszforeszkálással járó reakció fénykibocsátását mérik.

Két mérési metódus:

  • A fényerősségen alapuló mérés: a foszforeszkálás intenzitása a DO-koncentrációval függ össze.
  • Élettartam-alapú mérés: A foszforeszkáló jel élettartama a DO-koncentrációval függ össze

A mérési elv

  • Az érzékelő kupakja foszforeszkáló anyaggal van bevonva.
  • A LED-től érkező kék fény eléri az anyagot.
  • A foszforeszkáló anyag gerjesztett állapotba kerül.
  • Ahogy a gerjesztett anyag állapota enyhül, vörös fényt sugároz ki.
  • Ezt a fényt érzékeli a fotodióda.
  • Az időtartam, ami ahhoz kell, hogy az anyag visszatérjen a gerjesztett állapotból, az oldott oxigén (DO) koncentrációval arányos.
  • A DO jelenléte által csökken a fényjel.

Fontos tények

  • A fotodióda elhasználodása miatt az oldott oxigénmérő szonda okos kupakját évente cserélni kell.
  • Nincs szükség „bemelegítési” vagy „polarizálási” időre használat előtt.
  • Folyamatos mérésre is használható és igen lassan áramló, keveredő mintában is pontos DO mérést tesz lehetővé.
  • Érzékeny az UV fényre és a klór-dioxid jelenlétére.

BOI fogalma

A szerves anyag meghatározás egyik lehetősége a biokémiai oxigénigény, amely azt az adott idő alatt felhasznált oxigénmennyiséget jelenti, amelyet a vízben levő mikroorganizmusok a szerves anyagok aerob (oxigéntartalmú környezetbeni) biokémiai lebontásához felhasználnak.

BOI5 meghatározása

A mérés 20 Celsius-fokon történik. Mintavételkor megmérjük az anyag oldott oxigén tartalmát, majd a mintát sötétben kb. 20 °C-on tartjuk 5 napig és 5 nap múlva ismét megmérjük a DO-értéket. A két mérés között elfogyott oxigén mennyiségét nevezzük az öt napos biológiai oxigénigénynek (BOI5).

 


HANNA Instruments Service Kft. © 2021.