Oxigênio dissolvido: sonda polarográfica e galvânica

Duas tecnologias, o mesmo princípio de consumo, e escolhas práticas diferentes

As duas sondas eletroquímicas de oxigênio medem consumindo o analito na superfície do cátodo. A diferença está em quem fornece a energia da reação: na polarográfica, uma fonte externa; na galvânica, a própria diferença de potencial entre os metais. Isso muda tempo de aquecimento, manutenção e vida útil.

Sonda eletroquímica de oxigênio é uma célula fechada por membrana permeável a gás. O oxigênio da amostra atravessa a membrana, alcança o cátodo e é reduzido; a corrente resultante é proporcional à pressão parcial de oxigênio do outro lado da membrana.

Isso traz uma consequência que surpreende quem começa: a sonda consome o oxigênio que mede. Se a amostra estiver parada, ela empobrece na vizinhança da membrana e a leitura cai continuamente. Medição eletroquímica de OD exige movimento relativo entre sonda e amostra, seja por agitação, seja por fluxo.

O que separa as duas

A escolha costuma ser decidida pelo regime de uso. Em processo, com a sonda permanentemente instalada e alimentada, o tempo de polarização deixa de ser inconveniente e a polarográfica compensa. Em campo, ligar e medir sem espera é o que importa, e a galvânica leva vantagem.

Em compensação, a galvânica se consome mesmo sem uso, porque a reação é espontânea. Uma sonda galvânica guardada montada com eletrólito continua gastando o ânodo.

O que a sonda realmente responde

A corrente é proporcional à pressão parcial de oxigênio, não à concentração. É por isso que o resultado nativo dessas sondas é a saturação percentual, e a conversão para mg/L exige temperatura, pressão atmosférica e salinidade, tratadas no verbete de calibração.

Membrana: o componente que define o desempenho

• Membrana mais fina responde mais rápido e consome mais oxigênio, o que aumenta a exigência de agitação.
• Membrana esticada de forma irregular na montagem produz leitura instável e deriva.
• Bolha presa entre membrana e cátodo é causa clássica de leitura errada e alta, porque a sonda passa a medir o ar aprisionado.
• Membrana suja ou com biofilme reduz a passagem e a leitura cai sem que a amostra tenha mudado.

Ao trocar membrana e eletrólito, o conjunto precisa ficar livre de bolhas e a sonda deve estabilizar antes da calibração. Calibrar logo após a montagem é uma das causas mais frequentes de resultado ruim que depois se atribui à sonda.

E a tecnologia óptica

Existe uma terceira via, a luminescente ou óptica, que mede a extinção da luminescência de um material sensível ao oxigênio. Ela não consome o analito, dispensa agitação e não usa eletrólito nem membrana permeável no mesmo sentido. Em contrapartida, tem o elemento sensível como consumível de vida definida e custo inicial maior.

Perguntas frequentes

Minha leitura de OD cai sozinha com a sonda parada. Está com defeito?

Provavelmente não. Sonda eletroquímica consome o oxigênio que mede, e sem movimento a região junto à membrana empobrece. Agite a amostra ou use fluxo.

Qual escolher, polarográfica ou galvânica?

Pelo regime de uso. Instalação permanente em processo favorece a polarográfica; medição pontual e campo favorecem a galvânica, que mede assim que conecta.

Por que preciso esperar depois de ligar a polarográfica?

Porque ela precisa polarizar os eletrodos antes de a corrente refletir só o oxigênio. Medir antes disso dá leitura em deriva.

A sonda galvânica gasta guardada?

Sim, porque a reação é espontânea. Guardar montada com eletrólito consome o ânodo mesmo sem uso.

Referências

1. SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R. Fundamentals of Analytical Chemistry. 9. ed. Brooks/Cole, 2014. Cap. 21, Potentiometry.
2. BARD, A. J.; FAULKNER, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. 2. ed. Wiley, 2001.
3. HARRIS, D. C. Quantitative Chemical Analysis. 9. ed. W. H. Freeman, 2016. Cap. 14, Electrodes and Potentiometry.
4. MENDHAM, J.; DENNEY, R. C.; BARNES, J. D.; THOMAS, M. J. K. Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis. 6. ed. Prentice Hall, 2000.

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