Oxigen dizolvat

Teorie și principul de măsurare

Oxigenul dizolvat (OD) este o măsură a cantității de oxigen dizolvat într-un sistem. Măsurătorile sunt luate de obicei în apă folosind o sondă OD și un aparatr. Măsurătorile urmează Legea lui Henry, care afirmă că o concentrație de gaz într-o soluție este direct proporțională cu presiunea parțială a gazului respectiv deasupra soluției. Constanta legii lui Henry este un factor de proporționalitate, deci este specifică gazului din solventul măsurat.

Presiunea parțială a oxigenului este de fapt o măsurare a activității termodinamice a moleculelor sale. Viteza la care oxigenul se dizolvă, difuzează și reacționează nu este determinată de concentrația sa, ci de presiunea sa parțială. Atmosfera pământului este compusă din 20,9% oxigen, iar la nivelul mării atmosfera este 100% saturată cu oxigen.

Procentul de saturație este cantitatea de OD prezentă la o cantitate de OD probabilă la o presiune și temperatură date. Procentul de saturație este o unitate comună pentru măsurarea OD, deoarece se bazează pe presiunea parțială a unui gaz, astfel se poate determina în orice solvent.

Măsurătorile de concentrație ale OD pot utiliza unități de părți pe milion (ppm) sau miligrame pe litru (mg/L). În aparatele care afișează concentrația de OD în ppm sau mg/L, se presupune că solventul este întotdeauna apa. În alți solvenți precum uleiurile sau acizii, constanta legii lui Henry ar fi diferită. În aceste cazuri, trebuie utilizat procentul de saturație, deoarece este incorect să se utilizeze ppm sau mg/L.

Efectele temperaturii și presiunii

Pe măsură ce temperatura unei soluții crește, mișcarea particulelor în interiorul acelei soluții crește. Cu o mișcare mai mare a particulelor, gazele dizolvate se evaporă mai ușor din soluție. În apa caldă oxigenul este mai puțin solubil, în timp ce în apa rece oxigenul este mai solubil. Concentrația de OD în apele saturate cu aer scade odată cu creșterea temperaturii.

Presiunea atmosferică scade odată cu creșterea altitudinii. Deoarece există o presiune parțială mai mică, oxigenul este mai puțin solubil la altitudini mai mari. Concentrația de OD în apele saturate cu aer scade odată cu creșterea cotelor.

Aplicații

Calitatea apei necesită măsurători ale oxigenului dizolvat pentru monitorizarea mediului. În lacurile și râurile liniștite, decăderea materiei organice poate determina creșterea nivelului de bacterii. Bacteriile aerobe consumă oxigen, declanșând o deficiență care poate determina moartea plantelor și a animalelor acvatice.

Acvacultura este creșterea și recoltarea plantelor și animalelor în toate tipurile de medii acvatice. Oxigenul dizolvat este necesar pentru pești, zooplancton și plante pentru a supraviețui și a se reproduce. Măsurătorile de OD sunt utilizate pentru a monitoriza și controla mediul necesar unei acvaculturi de succes.

Stațiile de tratare a apelor uzate se bazează pe bacterii pentru a descompune compușii organici găsiți în apă. Dacă cantitatea de oxigen dizolvat în apele uzate este prea mică, aceste bacterii vor muri și vor apărea condiții septice. Cantitatea de OD trebuie monitorizată în mod constant pentru a asigura tratarea adecvată a deșeurilor.

Vinul și berea sunt ambele afectate de oxigen în diferite etape din timpul producției și depozitării. OD este un parametru important de monitorizat pentru cei care doresc să obțină produse de înaltă calitate.

Hanna Instruments oferă o varietate de metode de măsurare a oxigenului dizolvat. Produsele includ aparate portabile și de laborator care utilizează sonde polarografice, galvanice sau optice de tip Clark.

Oxigenul dizolvat poate fi, de asemenea, măsurat fotocolorimetric cu reactivi. Analiza fotocolorimetrică se bazează pe principiul absorbției Beer-Lambert. Produsele de analiză fotocolorimetrică includ fotocolorimetre portabile și de laborator și spectrofotometre. Analiza fotocolorimetrică se bazează pe o adaptare a metodelor standard pentru examinarea apei și a apelor reziduale (ediția a 23-a) Metoda Winkler modificată cu azidă în care există o reacție care provoacă o nuanță galbenă în probă.

Seturile de teste chimice sunt de asemenea disponibile, iar rezultatele se obțin prin titrări simple folosind o metodă Winkler modificată.