Electrochemistry Training

Presentación del tema: "Electrochemistry Training"— Transcripción de la presentación:

1 Electrochemistry Training

2 Oxigeno Disuelto

3 Oxigeno Disuelto Introduccion-Algunas realidades
Oxigeno constituye 1/5 parte de la atmosfera El Oxigeno es esencial para la vida en nuestro planeta abarcando procesos biologicos, vida aquatica, reacciones quimicas, etc. El Oxigeno es un parametro clave en la determinacion de la calidad del agua

4 Oxigeno Disuelto Introduccion-Definicion de Presion Parcial
La presion parcial de un gas esta relacionada al numero de moleculas del gas que toca una superficie en una unidad determinada de tiempo.

5 Oxigeno Disuelto Introduccion-Relacion entre Presion Parcial y Oxigeno Disuelto
El porcentaje de oxigeno en el aire a una presion 760 mm Hg es aproximadamente 20.9% La ley de Henry establece que la presion parcial de un gas en un liquido es igual a la presion parcial de ese gas en el vapor que esta por encima de ese liquido, por lo tanto: Cuando el aire entra en contacto con el agua, el oxigeno se disuelve en el agua de manera que el nivel de oxigeno disuelto en el agua es igual o esta en equilibrio al oxigeno de la atmosfera.

6 Oxigeno Disuelto Metodo para la determinacion de Oxigeno Disuelto
Metodo Electroquimico: Consiste en dos electrodos de metales en contacto con un electrolito y separados de la muestra por una membrana permeable de gas. Se aplica un voltage constante a traves del catado y anado de manera que el Oxigeno se difunde a traves de la membrana y es reducido en el catodo debido al voltage. Este proceso produce un flujo de corriente el cual es detectado por el equipo y el cual es proporcional a la presion parcial de Oxigeno. Ventajas Ahorra dinero, tiempo y horas hombre No hay que preparar reactivos (Titulacion Winkler) Permite medicion continua

7 Oxigeno Disuelto Tipos de Electrodos Clark
Polarographic Este probe esta construido por un anodo de plata y un catado de metal noble (oro o platino). El electrolito que se usa para establecer el puente salino es KCL. Este probe requiere un fuente de corriente que provea un voltage de 0.65 a 0.80 V para la reduccion del oxigeno. Galvanic Este probe esta construido por un anodo de plomo y un catodo de plata. El electrolito que se usa para establecer el puente salino es KOH. Este probe produce su propio voltage lo cual es causado por los metales utilizados en el anodo y catodo.

8 Oxigeno Disuelto Tipos de Electrodos Clark. Polarographic vs. Galvanic
Requiere tiempo para polarizarce Consume las baterias del equipo mas rapidamente Requiere procedimiento de Calibracion Zero del Probe para medicion de bajos niveles de Oxigeno Solamente se activa cuando esta polarizado por lo tanto dura mas tiempo Galvanic Se puede usar inmediatamente La bateria del equipo tiene mas duracion. No es necesaria la Calibracion Zero del Probe para mediciones de bajo nivel. Zero Corriente=Zero Oxigeno. El Probe esta activo todo el tiempo y se degrada continuamente cuando se usa y cuando esta almacenado Voltage menos uniforme que los probes polarographic

9 Oxigeno Disuelto Esquema de un Probe de Oxigeno Disuelto
Vent Anode (Reference/Counter Electrode) Inert Inner Body Internal Electrolyte Cathode (Working Electrode) Membrane Sample The rate at which oxygen crosses the membrane is proportional to the oxygen partial pressure. The higher the oxygen partial pressure, the greater the current

10 Correccion de la Presion Barometrica Agitacion de la muestra
Oxigeno Disuelto Algunas Consideraciones a seguir cuando se usan los Electrodos Clark Correccion de la Presion Barometrica Agitacion de la muestra Temperatura Salinidad Membrana sucia o con formacion de una capa de interferencia Mantenimiento del Probe Durabilidad del Equipo

11 Oxigeno Disuelto Efectos de la Presion Barometrica en la medicion de DO
La presion parcial de Oxigeno es dependiente de la presion barometrica. Por lo tanto, factores que afectan la presion barometrica causan efectos en el valor de las mediciones de Oxigeno Disuelto. Por ejemplo: Fluctuacion de las condiciones de tiempo pueden causar un error hasta de un 10% Por cada 1000 pies de elevacion causara un impacto del 3.6% en la medicion del Oxigeno disuelto.

12 Correccion Automatica a traves de un sensor incorporado al equipo.
Oxigeno Disuelto Efectos de la Presion Barometrica en la medicion de DO Correccion de la Presion Barometrica Correccion Manual Se introduce el valor de la presion barometrica al equipo manualmente Se Calcula el resultado manualmente o se realizan ajustes manuales al equipo. Posibles errores: Precision del barometro Precision del ajuste Error del operador Correccion Automatica a traves de un sensor incorporado al equipo. Menos de 5% de error Elimina errores del operador

13 Oxigeno Disuelto Efectos relacionados a la Agitacion
Los electrodes Clark consumen Oxigeno a nivel del catodo, por lo tanto el Oxigeno debe llegar a sensor mas rapido de lo que el catado consume. La agitacion es fundamental para evitar el que el Oxigeno se agote o consuma a nivel de las capas de la membrana.

14 Oxigeno Disuelto Efectos relacionados a la temperatura
La solubilidad del Oxigeno cambia por efectos de la temperatura. El grado de difusion del Oxigeno Disuelto a traves de la membrana cambia con la temperatura. Por ejemplo un cambio de temperatura de 20oC a 15oC puede reducir la difusion del Oxigeno Disuelto en un 20%

15 Oxigeno Disuelto Efectos relacionados a la Salinidad
La sal en soluciones absorbe agua (proceso que conocemos como hidratacion), dejando de esta manera menos agua disponible para que el Oxigeno de disuelva. Los equipos Orion manejan un factor de correccion de la salinidad que permite determinar la concentracion real de Oxigeno Disuelto. La Salinidad de la muestra debe determinarse primero con un equipo de conductividad/salinidad.

16 Oxigeno Disuelto Efectos relacionados al Mantenimiento del Probe
Reemplazar la solucion electrolitica regularmente ya que con el tiempo se degrada La membrana puede fallar debido a: Se rompe Se ensucia El catodo y el anodo hay que limpiarlo regularmente

17 Oxigeno Disuelto Efectos relacionados a la Durabilidad del Equipo
Usar equipos a prueba de agua IP 67 Utilizar fundas protectoras para los Probes Utilizar fundas protectoras de goma para los equipos

18 Oxigeno Disuelto Aplicaciones
Tratamiento de Aguas Residuales para determinar que tan efectivo es el proceso de tratamiento BOD 5 dias 5 day BOD Testeo de batches Tanques de Areacion Aquacultura Granjas de peces Granjas de camarones, etc

19 Oxigeno Disuelto Aplicaciones
Ambientales en la determinacion del nivel de contaminacion bacterial y calidad del agua en general Agua de superficie y pozos Agua de mar Lagos Investigacion y Desarrollo incluyendo Biotecnologia Estudio de Plantas Estudio de Animales Bioreacciones

20 Oxigeno Disuelto Aplicaciones
Industriales ya que el Oxigeno conducen a corrosion Agua de Caldera Sistemas de calentamiento Sistemas de enfriamiento Procesamiento de Alimentos ya que el Oxigeno afecta el sabor y el color en los alimentos Leche Vino

21 Determinacion de la Demanda Bioquimica de Oxigeno es una
Oxigeno Disuelto. Aplicaciones Biochemical Oxygen Demand(BOD) Demanda Bioquimica de Oxigeno Determinacion de la Demanda Bioquimica de Oxigeno es una de las aplicaciones mas comunes que usa la medicion de DO. Mayormente se mide BOD en las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales e industriales Este analisis determina la cantidad de oxigeno (mg/L o ppm) que los microorganismos consumen en el agua cuand se rompe la materia organica Los resultados de este analisis se usan para determinar el grado de contaminacion y efectividad del proceso de tratamiento de las aguas residuales. Este ensayo es una manera fundamental de determinar niveles de contaminacion y de predecir posibles efectos danidos cuando las aguas se botan.

22 Seed (Semilla) Blank (Blanco) BOD5
Oxigeno Disuelto. Aplicaciones Biochemical Oxygen Demand(BOD) Demanda Bioquimica de Oxigeno - Terminologia Seed (Semilla) Peso especifico del Inoculum (algunas veces la muestra de BOD) que se anade al agua deionizada. El Seed se agita pero no se disuelve. Blank (Blanco) Botella que contiene agua destilada. No se agrega la muestra que se esta probando. Se efectuan pruebas de DO en la muestra y el blanco y se comparan las diferencias en los resultados. BOD5 La prueba BOD toma 5 dias para completarse debido al proceso de incubacion. Al quinto dia, la diferencia en los niveles de DO representa la cantidad de Oxigeno requerida para la descomposicion de la materia organica lo cual se aproxima al nivel BOD

23 Oxigeno Disuelto Aplicaciones Practicas Biochemical Oxygen Demand(BOD)
Method Note No. M-1013 Standard Method for the Examination of Water and Wastewater 5210B Equipamentos y Soluciones recomendadas Orion 3 Star Benchtop DO meter Part No Orion Auto-Stir DO/BOD Probe Part No MD Electrolyte Solution Part No

24 The End