Medição de oxigênio dissolvido – mais fácil do que nunca

14/04/2020

Artigo

Você sabe por que a água que você bebe fica sem gás depois de deixá-la intocada por algumas horas? Ou por que seu suco de laranja muda de cor e escurece um pouco quando a garrafa fica aberta por mais tempo?

Um dos principais fatores por trás dessas mudanças é a quantidade de oxigênio na sua bebida.

Gostaria de compartilhar algumas informações com vocês sobre os efeitos (positivos e negativos) do oxigênio quando dissolvido em líquidos, quais parâmetros afetam o conteúdo de oxigênio dissolvido (OD), bem como como avaliar com precisão a concentração de OD.

Por que a concentração de OD é importante?

Ao lado do pH e da condutividade, o oxigênio dissolvido é um dos indicadores mais importantes da qualidade da água. O oxigênio se dissolve nas águas superficiais de acordo com sua pressão parcial (lei de Henry), mas também devido a processos de aeração (por exemplo, vento, corredeiras). Além disso, o oxigênio é introduzido na água como subproduto da fotossíntese pelas plantas e pelo fitoplâncton. O oxigênio dissolvido é essencial para a sobrevivência dos peixes e de qualquer outro organismo aquático que respire oxigênio.

O teor de OD pode ser reduzido quando muitas bactérias ou algas contaminam a água. As bactérias se alimentam de algas mortas e outros materiais orgânicos, consumindo oxigênio e produzindo dióxido de carbono. Se todo o OD for consumido por bactérias, ele é chamado eutrofização. Quando o teor de OD na água cai abaixo de 5 mg/L, a vida aquática fica sob estresse e, se a concentração for ainda mais baixa, uma grande quantidade de vida aquática pode morrer. O oxigênio dissolvido pode ser avaliado diretamente, in situ em águas superficiais, pela técnica de medição direta.

Aprender mais sobre medição de oxigênio dissolvido em águas superficiais baixando nossa nota de aplicação gratuita:

Nota de aplicação: DO em águas superficiais com base na ISO 17289

Voltando ao exemplo de beber água ou suco de laranja:

A água só tem um gosto bom para nós quando há uma certa quantidade de oxigênio dissolvido nela. Quando o seu copo ou garrafa de água está por perto, o OD é liberado à medida que se equilibra com a atmosfera e, além disso, aquece até a temperatura ambiente, liberando ainda mais oxigênio. É por isso que o sabor da sua água fica monótono com o tempo.

Se você quiser uma visão geral de como oxigênio dissolvido em seu abastecimento de água pode ser determinado, baixe nossa nota de aplicação gratuita:

Nota de aplicação: FAZER em água da torneira de acordo com ISO 17289

O suco de laranja apresenta situação contrária. O suco de laranja (e outros sucos de frutas e vegetais) é mantido quase livre de OD. O raciocínio é porque o oxigênio, como agente oxidante, tem um influência negativa na qualidade geral, sabor, valor nutricional e cor de uma bebida. Quanto mais tempo você mantiver o suco de laranja aberto para a atmosfera, mais oxigênio se dissolverá no suco, até certo ponto. Além disso, este DO começará a reagir com outros ingredientes do seu suco. Por exemplo, o DO oxidará qualquer vitamina C presente (ácido ascórbico, um antioxidante) em ácido desidroascórbico. Para evitar o escurecimento rápido, bem como o sabor e a qualidade do suco, guarde-o em garrafa fechada.

Você quer saber mais sobre o determinação de oxigênio dissolvido em sucos de frutas? Baixe nossa nota de aplicação gratuita:

Nota de aplicação: Medição de DO em sucos de frutas

O que afeta a concentração de oxigênio dissolvido?

Pressão

Salinidade

A salinidade também desempenha um papel na quantidade de oxigênio dissolvido disponível em um líquido.

Considere novamente os íons e moléculas presentes na solução. Quando temos um sal dissolvido presente na água, esses íons carregados são muito atraídos pelas moléculas de água. O oxigênio dissolvido não tem carga e, portanto, não é atraído por nada. Quanto maior o teor de salinidade, mais íons estão presentes. Este aumento da densidade das partículas força o oxigênio a deixar a solução, pois sua interação com a água não é tão forte.

Como podemos avaliar a concentração de OD?

Existem duas possibilidades para determinar o teor de oxigênio dissolvido em líquidos, seja por medição direta ou pela titulação. Resumimos os prós e os contras de cada um dos métodos em um livro branco grátis que você pode baixar abaixo.

Determinação de oxigênio dissolvido em água – Titulação ou medição direta?

No entanto, abordarei apenas medição direta usando um sensor óptico aqui. Por que? Porque você pode medir o conteúdo de OD on-line ou in-situ sem amostragem e preparação de amostras tediosas e seu equipamento é quase livre de manutenção – você ficará surpreso com o quão fácil é usar!

Se o oxigênio estiver presente e essas moléculas colidirem com o luminóforo excitado, o luminóforo retorna ao seu estado fundamental livre de emissões porque a energia é transferida para a molécula de oxigênio. Ao avaliar o tempo de vida do estado excitado do luminóforo (usando a mudança de fase), é possível determinar o conteúdo de OD.

O Ó₂-Lumitrode não precisa de muita manutenção – uma calibração regular de um ponto com 100% de saturação de ar é suficiente. De vez em quando, recomendamos realizar um teste de dois pontos calibração com 100% e 0% de saturação de ar.

O Ó₂-cap deve ser substituído de tempos em tempos, pois o luminóforo se torna menos reativo. Este efeito é chamado fotobranqueamento. No entanto, o sensor avisará quando isso for necessário devido à sua monitoramento ativo de desempenho. Nunca mais se preocupe com medições imprecisas de OD devido à instrumentação de baixa qualidade.

Resumindo, dependendo da aplicação e da matriz, pode ser encontrada uma ampla gama de oxigênio dissolvido. A determinação do conteúdo de OD de forma rápida e precisa é extremamente importante. O uso de um sensor óptico com um dispositivo móvel facilita a avaliação do conteúdo de OD in-situ. Para obter dados mais confiáveis, meça adicionalmente a temperatura e a pressão (e eventualmente a salinidade) em paralelo para minimizar o efeito desses parâmetros físicos nos seus resultados.