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溶氧電極是一種用于測量水體中溶解氧濃度的傳感器。它通常由一個陰極(通常是銀或鉑)和一個陽極(通常是金)組成,兩者之間填充有一種特殊的電解質溶液。當電流通過電極時,氧氣分子會在陰極上被還原成氫氧根離子,同時在陽極上釋放出電子,形成電流。這個電流的大小與水中溶解氧的濃度成正比,因此可以通過測量電流來間接測定溶解氧的含量。
飽和溶解氧是指在一定溫度和壓力下,水能夠溶解的最大氧氣量。這一數值隨著溫度的變化而變化,一般來說,溫度越高,水中能溶解的氧氣越少;反之亦然。如在25℃時,純凈水中的飽和溶解氧大約為8 ppm(毫克每升),而在0℃時則約為14.6 ppm。
為確保測量結果的準確性,科學家們定義了一個標準條件,即在1個大氣壓(atm)和25℃的情況下,純水中的飽和溶解氧濃度為8 ppm。這個值被稱為“標準點”,是所有溶氧電極校準的基礎。任何偏離此標準點的讀數都需要通過相應的公式進行修正,以得到實際的溶解氧濃度。
如何分析溶氧電極上的飽和溶解氧標準點?
1.使用已知濃度的標準溶液對溶氧電極進行校準。這些標準溶液通常包含一定量的氯化鈉或其他鹽類物質,以模擬自然水體中的離子強度。通過將電極浸入標準溶液中并記錄其輸出電流,可以建立一個參考曲線,用于后續的數據轉換。
2.由于飽和溶解氧隨溫度變化而變化,因此在實際應用中必須考慮溫度的影響。大多數現代溶氧電極都配備了溫度探頭,可以實時監測水溫并自動調整讀數。如果沒有內置溫度補償功能,則需要手動輸入當前水溫,然后根據經驗公式計算修正后的溶解氧濃度。
3.除了溫度之外,壓力也是影響飽和溶解氧的重要因素之一。在高海拔地區或者深水環境中,由于大氣壓力較低,水中的溶解氧含量會相應減少。同樣地,如果樣品是從高壓容器中取出的,也需要對其溶解氧濃度進行適當的修正。
4.最后要注意排除其他可能影響測量準確性的因素,如氣泡、懸浮物、化學物質污染等。這些因素都可能引起電極表面的污染或阻塞,從而導致讀數偏差。因此,在使用前應仔細清潔電極,并在必要時更換新的電解質膜。