the world leader in serving science electrochemistry training
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The world leader in serving science
Electrochemistry Training
The world leader in serving scienceOxigeno Disuelto
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Oxigeno DisueltoIntroduccion-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
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Oxigeno DisueltoIntroduccion-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.
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Oxigeno DisueltoIntroduccion-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.
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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
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Oxigeno DisueltoTipos 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.
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Oxigeno DisueltoTipos de Electrodos Clark. Polarographic vs. Galvanic
Polarographic• 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
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SampleSampleMembraMembranene
CathodeCathode(Working Electrode)(Working Electrode)
VentVent
Inert Inner BodyInert Inner Body
AnodeAnode(Reference/Counter Electrode)(Reference/Counter Electrode)
Internal ElectrolyteInternal Electrolyte
Oxigeno DisueltoEsquema de un Probe de Oxigeno Disuelto
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
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Oxigeno DisueltoAlgunas Consideraciones a seguir cuando se usan los Electrodos Clark
Correccion de la Presion BarometricaAgitacion de la muestraTemperaturaSalinidadMembrana sucia o con formacion de una capa de interferencia
Mantenimiento del ProbeDurabilidad del Equipo
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Oxigeno DisueltoEfectos 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.
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Oxigeno DisueltoEfectos de la Presion Barometrica en la medicion de DOCorreccion 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
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Oxigeno DisueltoEfectos 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.
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Oxigeno DisueltoEfectos 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%
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Oxigeno DisueltoEfectos 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.
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Oxigeno DisueltoEfectos 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
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Oxigeno DisueltoEfectos relacionados a la Durabilidad del Equipo
Usar equipos a prueba de agua IP 67Utilizar fundas protectoras para los ProbesUtilizar fundas protectoras de goma para los equipos
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Oxigeno DisueltoAplicaciones
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
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Oxigeno DisueltoAplicaciones
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
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Oxigeno DisueltoAplicaciones
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
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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.
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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
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Oxigeno Disuelto Aplicaciones PracticasBiochemical 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. 1113000
Orion Auto-Stir DO/BOD Probe Part No. 086030MD
Electrolyte Solution Part No. 080514
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The End
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