Senzor ORP: Oxidačně-redukční potenciál: Sonda kvality vody

Proč bych měl měřit ORP?

Oxidačně-redukční potenciál neboli ORP je měřítkem toho, jak chemicky oxidující nebo redukující je vodní útvar. Obecně ORP roztoku určuje, k jakým chemickým reakcím bude mít tendenci docházet, což nepřímo ovlivňuje typy rostlin a živočichů, kterým se ve vodě bude dařit. V dobře okysličených přírodních vodách v rovnovážném stavu dominuje nad ORP roztoku rozpuštěný kyslík (DO), což minimalizuje význam měření ORP. Za podmínek s nízkým obsahem DO však může být ORP důležitý pro určení, které formy chemické látky budou upřednostňovány (tj. dusičnany-dusitany-amoniak, sulfidy-sulfit-sulfáty, železo-železo atd.) Kromě toho je ORP dobrým indikátorem přítomnosti průmyslových oxidačních chemikálií, jako je chlor používaný k dezinfekci pitné a odpadní vody.

Skutečný oxidačně-redukční potenciál roztoku je termodynamická vlastnost, kterou lze určit pouze výpočtem zahrnujícím všechny druhy přítomné ve vodě. Prakticky je ORP definován jako potenciál, který se vytvoří na inertní elektrodě, když se dostane do rovnováhy s roztokem. Bohužel ne všechny sloučeniny reagují s elektrodou reverzibilně nebo rychle a adsorpce sloučenin na povrchu elektrody vede k rozdílům mezi skutečnými a pozorovanými hodnotami ORP. To může také vést k velmi dlouhým dobám odezvy elektrody při nejvyšší přesnosti. S vědomím omezení měření a interpretace údajů ORP lze přesto z mnoha přírodních vod získat užitečné informace.

Jak se ORP měří?

ORP se měří jako úbytek napětí na platinové membráně ORP elektrody. K doplnění obvodu měření napětí se používá referenční elektroda. Protože platina nereaguje s ionty ve vodě, neodevzdává ani nepřijímá od těchto iontů žádné elektrony. Potenciál (napětí) vytvořený tímto odmítnutím je to, co ve skutečnosti měříte jako ORP.

Senzor ORP společnosti Solinst Eureka se stejně jako většina ostatních senzorů ORP skládá z leštěné platinové elektrody zatavené ve skle a odpovídá standardní metodě 2580 A. Na rozdíl od referenční elektrody Ag-AgCl, jejíž potenciál je určen množstvím chloridů v roztoku, je platina ušlechtilý nereaktivní kov, jehož potenciál je určen potenciálem roztoku. Senzor je ze své podstaty lineární a nejrychlejší odezvy se dosahuje, když je povrch senzoru čistý a čerstvě vyleštěný. Praktický provozní rozsah senzoru ORP není omezen samotnou elektrodou, ale fyzikálními vlastnostmi přírodních vod.

Senzor ORP je nutné použít s referenční elektrodou pH společnosti Solinst Eureka, která je podrobně popsána v části věnované pH. Snímač teploty není nutný, ale může být užitečný pro interpretaci údajů ORP, pokud je požadována přesnost vyšší než ±20 mV, protože referenční elektroda se s teplotou mírně posouvá. Žádné jiné senzory nevyžadují přítomnost senzoru ORP.

Protože ORP je provozně definován jako potenciál na platinové elektrodě, provádí se při kalibraci pouze jednoduchá aditivní korekce na výchozí hodnotu v milivoltech. Tím se koriguje skutečnost, že různé referenční elektrody mohou mít různé plnicí roztoky, které posouvají jejich základní potenciál. Umožňuje také uživateli korigovat údaj podle konvence pro referenční elektrody, kterou používá jeho organizace (NHE, SCE, 3 M KCl, nasycená KCl atd.). Na naměřené hodnoty se neprovádí žádná teplotní korekce.

Senzory ORP se kalibrují v pufru ORP obsahujícím oxidovanou i redukovanou formu sloučeniny, která rychle dosáhne termodynamické rovnováhy s platinou. Často se používají železnaté soli (Lightsův nebo Zobelův roztok) nebo roztoky chinhydronu při různých hodnotách pH. Kalibrace v jediném roztoku je obvykle dostačující, i když se doporučuje kontrolovat údaj při alternativním ORP.