水中的氧必须透过薄膜达到阴极的表面才能被电极还原。因此,氧在扩散到阴极表面需克服一些阻力,其中最为重要的是靠近薄膜的液膜阻力和薄膜本身的阻力。对原电池型的电极,非常重要的一点是主要阻力应落在薄膜上,即薄膜的阻力远大于液膜阻力,这样被测液体的流动引起的阻力的变化对氧扩散的影响可以减到最小。因此,从式(1)可以看出测氧实质上是测定氧的扩散速度。
IS = N FA (Pm/dm)P0
式中 IS为输出电流,N 为氧被还原所得电子数,F为法拉第常数,A 为阴极表面积,Pm 塑料膜的扩散系数,dm为膜的厚度,P0为被测液体中的氧的分压。
基于这一原理,原电池型电极在测量粘稠的发酵液中的DO时,应尽量使用厚一点的薄膜,这样可使液膜阻力的变化,从而输出电流的波动小一些。对极谱型电极,则流体运动对电极的输出没有影响。
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