溶解氧电极原理(转载百度文献)

       

溶氧电极是一种基于极谱原理的测定溶解在液体中的氧的电流型电极，常见的溶解氧测定仪多采用隔膜电极作换能器，将溶氧浓度（实际上是氧分压）转换成电信号，再经放大、调整（包括盐度、温度补偿），由模数转换显示。   

1.测定溶解氧实用的膜电极有两种类型：极谱型（Polarography）和原电池型(Galvanic Cell)。

极谱型（Polarography）：电极中，由黄金（Au）环或铂（Pt）金环作阴极；银-氯化银（或汞-氯化亚汞）作阳极。电解液为氯化钾溶液。阴极外表面覆盖一层透氧薄膜。薄膜可采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡胶等透气材料。阴阳两电极之间外加0.5~1.5伏的极化电压。有的极化电压为0.7伏。

原电池型：一般由贵金属，如白金、金或银构成阴极；由铅构成阳极。在电解质如KCl或醋酸铅存在下便形成PbCl2或Pb(AcO)2，原电池型电极无需外加电压。其还原电流在28℃时为5-25μA,因此，不用专门的电路放大器便可通过串联一电位直接接到全程5或10 mV的自动电位差记录仪上。

2.原理：当溶解氧透过薄膜到达黄金阴极表面，在电极上发生如下反应。 阴极被还原： O2+H2O+4e→4OH-
 
同时，阳极被氧化：4Cl-+4Ag-4e→4AgCl 
在正常情况下，上述还原-氧化反应产生的扩散电流i∞之值与溶氧浓度成正比（PS：指在极谱分析中由溶液本体扩散到电极表面的金属离子所形成的电流）。可用下式表示： 
i∞=nFA（Pm/L）Cs 
式中：i∞－稳定状态的扩散电流 
n－得失电子数 
F－法拉第常数（96500 库仑） A－阴极表面积（平方厘米） Pm－薄膜的渗透系数（厘米2/秒） L－薄膜的厚度（厘米） Cs－溶解氧浓度（ppm） 
当电极结构和薄膜确定之后，式中A、Pm、L、n等均为常数。令K= nFA（Pm/L），则上式中：i∞=KCs。 
因此可见，只要测得扩散电流i∞，即可测得溶解氧浓度。为消除温度、盐度和气压因素影响，各型号产品采用各自技术进行补偿