ORP-sensor: Reduktionspotential för oxidation: Sond för vattenkvalitet

Varför skulle jag vilja mäta ORP?

Oxidationsreduktionspotential, eller ORP, är ett mått på hur kemiskt oxiderande eller reducerande en vattenmassa är. I allmänhet avgör ORP i en lösning vilka kemiska reaktioner som tenderar att uppstå, vilket indirekt påverkar vilka typer av flora och fauna som trivs i vattnet. I väl syresatta naturliga vatten vid jämvikt dominerar upplöst syre (DO) lösningens ORP, vilket minimerar betydelsen av att mäta ORP. Under förhållanden med låg DO kan dock ORP vara viktigt för att avgöra vilka former av en kemikalie som kommer att gynnas (t.ex. nitrat-nitrit-ammoniak, sulfid-sulfit-sulfat, järn-järn, etc.). Dessutom är ORP en bra indikator på förekomsten av industriella oxiderande kemikalier, t.ex. klor som används för att desinficera dricks- och avloppsvatten.

Den verkliga oxidationsreduktionspotentialen i en lösning är en termodynamisk egenskap som endast kan bestämmas genom beräkningar som involverar alla arter som finns i vattnet. I praktiken definieras ORP som den potential som utvecklas vid en inert elektrod när den kommer i jämvikt med lösningen. Tyvärr reagerar inte alla föreningar reversibelt eller snabbt med elektroden, och adsorption av föreningar på elektrodytan resulterar i skillnader mellan verkliga och observerade ORP-avläsningar. Detta kan också leda till mycket långa svarstider för elektroden för högsta noggrannhet. Även om man känner till begränsningarna vid mätning och tolkning av ORP-värden kan man ändå få användbar information från många naturliga vatten.

Hur mäts ORP?

ORP mäts som spänningsfallet över platinamembranet på en ORP-elektrod. En referenselektrod används för att komplettera spänningsmätningskretsen. Eftersom platina inte reagerar med jonerna i vattnet kommer den inte att ge eller ta några elektroner från dessa joner. Den potential (spänning) som skapas genom denna vägran är det som du faktiskt mäter som ORP.

Solinst Eurekas ORP-sensor, liksom de flesta andra ORP-sensorer, består av en polerad platinaelektrod som är förseglad i glas och överensstämmer med standardmetod 2580 A. Till skillnad från en Ag-AgCl-referenselektrod vars potential bestäms av mängden klorid i lösningen, är platina en ädel, icke-reaktiv metall vars potential bestäms av lösningens potential. Sensorn är i sig själv linjär och de snabbaste svarstiderna uppnås när sensorytan är ren och nypolerad. Det praktiska användningsområdet för en ORP-sensor begränsas inte av elektroden i sig, utan av de fysiska egenskaperna hos naturligt vatten.

ORP-sensorn måste användas med Solinst Eurekas pH-referenselektrod, som beskrivs i detalj i avsnittet om pH. En temperatursensor krävs inte, men kan vara användbar för att tolka ORP-data om noggrannhet större än ±20 mV önskas, eftersom referenselektroden skiftar något med temperaturen. Inga andra sensorer kräver att ORP-sensorn finns på plats.

Eftersom ORP definieras som potentialen vid en platinaelektrod, görs endast en enkel additiv korrektionsfaktor till den råa millivoltsavläsningen under kalibreringen. Detta korrigerar för det faktum att olika referenselektroder kan ha olika fyllnadslösningar som ändrar deras baspotential. Det gör det också möjligt för användaren att korrigera avläsningen till den konvention för referenselektroder som används av den egna organisationen (NHE, SCE, 3 M KCl, mättad KCl etc.). Ingen temperaturkorrigering görs av avläsningarna.

Redoxsensorer kalibreras i en redoxbuffert som innehåller både den oxiderade och reducerade formen av en förening som snabbt når termodynamisk jämvikt med platina. Ofta används järn-järn-salter (Lights eller Zobels lösning) eller lösningar av kinhydron vid olika pH-värden. Kalibrering i en enda lösning är vanligtvis tillräcklig, men det är rekommenderat att kontrollera avläsningen vid ett annat ORP.