Bestimmung der Konzentration an gelöstem Sauerstoff durch elektrochemische Sauerstoffsensoren mit optochemischem Sensor
Die Grundlage der O2-Messung ist eine Messung der Fluoreszenz einer sauerstoffempfindlichen Schicht. Fluoreszenz, ist die Emission von Licht durch eine Substanz, die Licht oder andere elektromagnetische Strahlung absorbiert hat. Diese Technologie verbraucht keinen Sauerstoff. Daher ist in langsamer oder stagnierender Flüssigkeit kein Rühren erforderlich. Die Fluoreszenz ändert sich abhängig vom Sauerstoff-Partialdruck. Anhand des gemessenen Sauerstoff-Partialdrucks und der gemessenen Temperatur wird die Menge an gelöstem Sauerstoffgas in der Flüssigkeit berechnet. Der Sauerstoffsensor ermittelt den O2-Gehalt der Flüssigkeit mittels einer optischen Messung nach dem Lumineszensverfahren, wobei eine sauerstoffempfindliche Schicht mit blauem Licht bestrahlt wird. Dadurch werden die Moleküle in der sauerstoffempfindlichen Schicht in einen angeregten Zustand gebracht. Bei Abwesenheit von Sauerstoff leuchten die Moleküle rot auf. Ist Sauerstoff anwesend, kollidiert er mit den Molekülen in der sauerstoffempfindlichen Schicht. Die mit dem Sauerstoff kollidierenden Moleküle leuchten nicht mehr. Aufgrund dieses Verhaltens besteht ein Zusammenhang zwischen der Sauerstoffkonzentration und sowohl der Lichtintensität als auch der Geschwindigkeit der Abnahme der Lichtintensität. Die Lichtintensität nimmt mit höheren Sauerstoffkonzentrationen ab, wobei die Geschwindigkeit der Intensitätsabnahme steigt. Anhand des Zeitunterschiedes zwischen Bestrahlen und Aufleuchten (Phasenverschiebung) unter Produkttemperatur wird der Sauerstoffwert berechnet.
Der Aufbau erlaubt es, mit einer Photodiode den Zustand der blauen LED zu überwachen. Eine andere Photodiode – mit rotem Filter – misst das sauerstoffabhängige rote Licht.Dieses entsteht am Luminophor durch Lumineszenz (Fluoreszenz) nach Anregung durch blaues Licht. Dabei werden Elektronen des Luminophor auf ein höheres Energieniveau gepumpt und fallen unter Abstrahlung roten Lichts wieder auf ihr Ursprungsniveau ab.
Die Methode beschreibt die Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarfs in Abwasser mittels des Küvettentests.
Oxidierbare Stoffe reagieren mit schwefelsaurer Kaliumdichromatlösung in Gegenwart von Silbersulfat als Katalysator. Chlorid wird mit Quecksilbersulfat maskiert. Ausgewertet wird die Abnahme der Gelbfärbung des Cr6+.
Abwasser, das in der Brau- und Lebensmittelindustrie anfällt.
Das Untersuchungswasser wird mit sauerstoffreichem, „ausgezehrtem” Verdünnungswasser soweit verdünnt, dass nach der Zehrungszeit noch mindestens 2 mg Sauerstoff im Liter enthalten sind. Der gelöste Sauerstoff wird in der Verdünnung unmittelbar nach dem Ansetzen und nach fünf Tagen iodometrisch bzw. mit Sauerstoff-Elektroden bestimmt. Die Differenz zwischen den beiden Werten ergibt unter Berücksichtigung der Verdünnung den BSB5.
Die Methode beschreibt die Bestimmung des chemischen Sauerstoffbedarf in Abwasser mittels der Oxidation mit Kaliumdichromat.
Als Oxidationsmittel werden der angesäuerten Untersuchungslösung Kaliumdichromat und als Katalysator Silbersulfat zugefügt, ferner Quecksilbersulfat, um die Bildung von elementarem Chlor aus den Chloriden zu vermeiden. Nach Oxidation der organischen Stoffe der Untersuchungsprobe (dabei wird das Dichromat-Ion in saurer Lösung zum Chrom(III)-Ion reduziert) wird der hierfür benötigte Chromatverbrauch durch Rücktitration des im Überschuss zugegebenen Kaliumdichromates mit eingestellter Eisen(II)-Lösung gegen Ferroin als Indikator ermittelt [1].
Cr2O72- + 6 e- + 14 H3O+ → 2 Cr3+ + 21 H2O
Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H3O+ → 2 Cr3+ + 6 Fe3+ + 21 H2O