Cara Kerja Pengukur pH dan Penganalisis Oksigen Terlarut
Pertama, prinsip kerja alat analisa kualitas air
1. Prinsip kerja pH meter
Nilai pH air tergantung pada jumlah zat terlarut, sehingga nilai pH dapat secara sensitif menunjukkan perubahan kualitas air. Perubahan nilai pH berdampak besar pada reproduksi dan kelangsungan hidup organisme, dan juga sangat mempengaruhi fungsi biokimia lumpur aktif, yaitu efek pengolahan. Nilai pH limbah umumnya dikontrol antara 6,5 dan 7. Air bersifat netral secara kimiawi, dan beberapa molekul air secara spontan terurai menurut rumus berikut: H2O=H ditambah ditambah OH-, yaitu, terurai menjadi ion hidrogen dan ion hidroksida. Dalam larutan netral, konsentrasi ion hidrogen H plus dan ion hidroksida OH- keduanya 10-7 mol/l, dan nilai pH adalah bilangan negatif dari logaritma konsentrasi ion hidrogen dengan basa 10: pH{ {9}}log, sangat netral pH larutan sama dengan 7. Jika ion hidrogen berlebih, nilai pH kurang dari 7, dan larutan bersifat asam; jika tidak, larutan bersifat basa jika terdapat kelebihan ion hidroksida.
Nilai pH biasanya diukur dengan metode potensiometri. Biasanya, elektroda referensi potensial konstan dan elektroda pengukur digunakan untuk membentuk sel galvanik. Gaya gerak listrik sel galvani tergantung pada konsentrasi ion hidrogen dan juga tergantung pada pH larutan. Pabrik menggunakan sensor pH dan pemancar pH. Terdapat probe kaca khusus yang peka terhadap pH pada elektroda pengukur, yang terbuat dari kaca khusus yang dapat menghantarkan listrik dan menyerap ion hidrogen, serta memiliki karakteristik akurasi pengukuran yang tinggi dan anti gangguan yang baik. Ketika probe kaca bersentuhan dengan ion hidrogen, potensial listrik dihasilkan. Potensi diukur terhadap elektroda referensi dengan kawat perak yang disuspensikan dalam larutan perak klorida. Jika nilai pH berbeda, potensi yang sesuai juga berbeda, yang diubah menjadi keluaran 4-20mA standar melalui pemancar.
2. Prinsip kerja alat analisa oksigen terlarut
Kandungan oksigen dalam air dapat sepenuhnya menunjukkan tingkat pemurnian air sendiri. Untuk instalasi pengolahan biologis yang menggunakan lumpur aktif, sangat penting untuk mengetahui kandungan oksigen tangki aerasi dan selokan oksidasi. Peningkatan oksigen terlarut dalam limbah akan meningkatkan aktivitas biologis selain mikroorganisme anaerob, sehingga dapat menghilangkan zat yang mudah menguap dan memfasilitasi ion yang teroksidasi secara alami memurnikan limbah. Ada tiga metode utama untuk menentukan kandungan oksigen: analisis kolorimetri otomatis dan pengukuran analisis kimia, pengukuran metode paramagnetik, dan pengukuran metode elektrokimia. Jumlah oksigen terlarut dalam air umumnya diukur dengan metode elektrokimia.
Oksigen dapat larut dalam air, dan kelarutannya bergantung pada suhu, tekanan total permukaan air, tekanan parsial, dan garam yang terlarut dalam air. Semakin tinggi tekanan atmosfer, semakin besar kemampuan air untuk melarutkan oksigen. Hubungan tersebut ditentukan oleh hukum Henry dan hukum Dalton. Hukum Henry menyatakan bahwa kelarutan gas sebanding dengan tekanan parsialnya.
Mengambil sensor pengukuran oksigen sebagai contoh, elektroda terdiri dari katoda (umumnya terbuat dari emas dan platinum), elektroda lawan (perak) dengan arus, dan elektroda referensi (perak) tanpa arus. Elektroda direndam dalam elektrolit seperti KCl, KOH Diantaranya, sensor ditutupi oleh diafragma, yang memisahkan elektroda dan elektrolit dari cairan yang akan diukur, sehingga melindungi sensor, mencegah elektrolit keluar, dan mencegah intrusi zat asing yang menyebabkan kontaminasi dan keracunan. Tegangan polarisasi diterapkan antara elektroda lawan dan katoda. Jika sel pengukur direndam dalam air dengan oksigen terlarut, oksigen berdifusi melalui diafragma dan molekul oksigen yang ada di katoda (kelebihan elektron) direduksi menjadi ion hidroksida: O2 plus 2H2O plus 4e-® 4OH-. Setara elektrokimia perak klorida diendapkan pada elektroda lawan (kekurangan elektron): 4Ag ditambah 4Cl- ® 4AgCl ditambah 4e-. Untuk setiap molekul oksigen, katoda memancarkan 4 elektron, dan elektroda lawan menerima elektron untuk membentuk arus. Besarnya arus sebanding dengan tekanan parsial oksigen dari limbah yang diukur. Sinyal dikirim ke trafo bersama dengan sinyal temperatur yang diukur dengan tahanan termal pada sensor. Pemancar menghitung kandungan oksigen dalam air dengan menggunakan kurva hubungan antara kandungan oksigen yang disimpan dalam sensor dan tekanan dan suhu parsial oksigen, dan kemudian mengubahnya menjadi keluaran sinyal standar. Fungsi elektroda referensi adalah untuk menentukan potensial katodik. Waktu respons dari sensor oksigen terlarut adalah: 90 persen dari nilai pengukuran akhir setelah 3 menit, dan 99 persen dari nilai pengukuran akhir setelah 9 menit; persyaratan laju aliran rendah adalah 0,5 cm / s.
