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Xmt-A
6.3. OXYGÈNE DISSOUS
6.3.1. Généralités
Le transmetteur Xmt-A est prévu pour fonctionner
avec les sondes ampérométriques construites sur
le modèle de la cellule de Clark, avec une catho-
de en or ou en platine et une anode en argent
dans une chambre d'électrolyse remplie d'une so-
lution de KCl. Quand une tension de polarisation
appropriée est appliquée, les molécules d'oxy-
gène sont sélectivement réduites sur la cathode :
+
+
O
2
H O
2
2
tandis que l'anode en argent s'oxyde :
−
+
4
Ag
4
Cl
Les courants en jeu sont très faibles, ce qui
permet de se passer de contre-électrode. Le mi-
lieu KCl est séparé de l'échantillon liquide à analy-
ser par une membrane en Teflon
l'oxygène, très proche de la cathode. Le flux de
molécules O
qui migrent de l'échantillon vers
2
l'électrolyte et la cathode est proportionnel à la
différence de concentration sur les deux faces de
la membrane. Comme la réduction des molécules
d'oxygène est très rapide et que donc la
concentration dans l'électrolyte est toujours quasi-
nulle, et à la condition que l'échantillon soit renou-
velé suffisamment vite pour qu'aucun gradient
n'existe devant la membrane, le flux de molécules
réduites – et par suite le courant d'électrons dans
le circuit externe – sont reliés d'une façon très
linéaire à la concentration en oxygène dissous dans
l'échantillon – typiquement sur au moins 4 décades.
L'étalonnage consiste donc à déterminer deux
paramètres, séparément : le courant de zéro ou
courant résiduel, délivré par la sonde quand la
concentration en oxygène est nulle, et la sensibi-
lité, c'est-à-dire la pente de la courbe de réponse
(voir la figure 48).
Le courant résiduel est
mesuré en immergeant la
sonde dans une solution à
5 % de sulfite de sodium
(Na
SO
), un puissant réduc-
2
3
teur (voir la procédure dé-
taillée au § 6.3.2, page 64),
ou avec certains capteurs
simplement en déconnectant
la cathode. Par construction,
la sonde 499A-TrDO (ppb) a
un courant résiduel infime,
équivalent
à
moins
0,5 ppb, et ne requiert donc
pas de réglage de zéro – la
procédure décrite au § 6.3.2
est cependant utilisable pour
vérifier
son
bon
fonction-
nement.
−
−
→
4
e
4
OH
−
→
+
4
AgCl
4
e
®
, perméable à
Courant
de sonde
(nA)
de
Courant
de zéro
Figure 48. Paramètres d'étalonnage de la mesure d'O2 dissous
La sonde ampérométrique est en réalité sensible
à l'activité de l'oxygène, qu'il soit dissous dans un
liquide ou constituant d'un mélange gazeux. Ceci
permet d'utiliser comme étalon l'air, qui contient
20,95 % d'O
saturer l'air ambiant de vapeur d'eau pour en dédui-
re la concentration effective en oxygène : le trans-
metteur Xmt-A mesure la température, et il suffit
d'entrer la pression atmosphérique au moment de
l'étalonnage pour qu'il calcule la pression partielle
en O
, assimilable à l'activité dans ces conditions,
2
et détermine ainsi la sensibilité de la sonde. La pro-
cédure détaillée d'étalonnage avec l'air ambiant
se trouve au § 6.3.4 (page 67).
Le calcul de la concentration en oxygène dissous,
à partir de l'activité, fait appel à un paramètre
appelé coefficient de Bunsen, qui varie avec la
température et avec la force ionique de l'échan-
tillon. Par défaut, le transmetteur Xm-A applique
le coefficient qui correspond à l'eau pure, ce qui
est acceptable tant que la salinité reste inférieure
à environ 1000 ppm en équivalent NaCl. Au-delà,
il suffit d'appliquer une correction (§ 6.3.4.(a). par
exemple) pour que la procédure d'étalonnage
avec l'air demeure valable.
Il est également possible d'étalonner la mesure
d'oxygène par comparaison avec un instrument
portable de référence, ou à partir du résultat d'un
dosage effectué au laboratoire, généralement en
suivant la méthode de Winkler. La procédure à
suivre se trouve au § 6.3.3 (page 65). Le réglage
de sensibilité par comparaison donne souvent de
meilleurs résultats avec des échantillons complexes
ou très chargés, comme les boues d'épuration.
L'étalonnage avec l'air ambiant est quant à lui
parfait pour les eaux naturelles (de rivières, de
ruissellement, potables, etc.) et très vivement
conseillé pour les mesures de traces (ppb) avec
une sonde 499A-TrDO.
Courant de sonde
point haut
Sensibilité
= ∆i / C
∆i
0
0
O dissous (ppm)
2
Étalonnage – Oxygène dissous
et de la vapeur d'eau. Il est facile de
2
Calcul de la
sensibilité
Concentration
point haut
C
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