ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,Redox是Reduction和Oxidation的缩写,它表示溶液的氧化电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mV。ORP计是测试溶液氧化还原电位的专用仪器,它由ORP复合电极和mV计组成。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放电极,该敏感层是一种惰性金属,通常只能选用铂和金来制作。
如何正确理解ORP值的准确度?
在自然界的水体中,存在着多种变价的离子和溶解氧,当一些工业污水排入水中,水中含有大量的离子和有机物质由于离子间性质不同,在水体中发生氧化还原反应并趋于平衡,因此在自然界的水体中不是单一的氧化还原系统,而是一个氧化还原的混合系统。测量电极所反应的也是一个混合电位,它具有很大的实验性误差,另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。因此,氧化还原电位是一种对溶液的氧化还原能力的定性测定,它反映的是一种相对状况,或者也可以说是对氧化还原反应平衡状态和反应过程完成程度的一种趋势和状态的描述,而不是一种理论上的定量推算。因此,在实际测量过程中强调溶液的**电位是没有意义的。我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示溶液的一种还原或氧化状态,或表示溶液的某种性质(如卫生程度等),但这个数值会有较大的不同,你无法对它作出定量的确定,这和pH测试中的准确度是两个概念。另外,影响ORP值的温度系数也是一个变量,无法修正。因此ORP计一般都没有温度补偿功能。
如何“再生”ORP电极? |
ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的表面对氧化还原电位的响应比表面光亮的电极要慢得多。另外,ORP电极经长期使用后,铂或金的表面受污染也会导致测量不准和响应慢,因此必须对电极进行清洗活化:
(1) 对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入电极浸泡液中6小时后使用。
(2) 对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入电极浸泡液中6小时后使用。
(3) 铂金表面污染严重表面形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗,再浸入电极浸泡液中6小时后使用。
ORP测试时需要校准吗?如何判断ORP电极的好环? |
ORP计使用时无需标定,直接使用即可。只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可配制ORP标准溶液测试其mV值,以判别ORP电极或仪器的好环。
应用
如何选用用于Redox测量的电极材料
金?银?还是铂?
铂是通用的电极材料,只有很少的场合不能用。
在臭氧(O3)或氧化氢(H2O2)环境里铂象催化剂一样起作用,因此在低浓度情况下,在复合层建立不起来与O3 或H2O2相应的电位。
此外,铂在空气中就会氧化,更不用说在强氧化剂中了。**种情况下,电极指示过高的Redox值,而在**种情况下,便出现存储效应。在上述情况下,都有响应缓慢的表现。
作为原则来讲,在臭氧或过氧的应用场合都不能使用铂电极。
在上述应用场合可以使用金电极,更有利的是金电极的电位比铂电极骗正,金或银电极用在含氰化物的废水**方面也有长处。氰对电极表面有微弱的腐蚀作用,这会使电极表面保持干净。
金不能用于高氯含量的酸性溶液中、,因为金会与氯形成络合物使测量失效。
对于结构和测量电缆,pH测量所要求的原则也适用于Redox测量。就是测量放大器也必须要求输入端有高的阻抗(1012Ω)。Redox值一般都用**或相对“mV”值显示。
Redox测量是一种总和参数测量,它不能用来进行特定某种离子的测量。
因此对于Redox系统来将,也不可能对特定的浓度进行测量,因为在氧化还原过程中,溶液中存在的所有离子都参与进来了。氧化还原电极在被测介质中不能进行化学清洗,因为使用的清洗液都有高浓度的离子含量,经过这一高浓度离子含量和电位冲击,电位恢复到原测量数据的过程十分缓慢。
如果过程中必须清洗,则只能用机械方式或用超声方式。
在被测介质外面可以先把电极在亚硫酸盐溶液中稍浸以下,再用硫酸或盐酸。
一个Redox测量链的失效主要在参比系统,具体表现就是零点漂移。此时则要进行零点较正,例如用225mV的Redox缓冲液。Redox电极的斜率不会改变。
|
|
传感器
REDOX/ORP电极测量什么,是如何测量的?
Redox电极是一支贵金属电极。它被用来进行电位测量,而同时又不能参加化学反应过程,也就是说它是要经收住化学冲击。因此这里只能选用铂、金或银等贵金属。
做为参比电极则和pH值测量一样用的是Ag/AgCl参比系统。
将一支铂针Redox电极插入到含氯的溶液中,则在铂针表面与水面之间形成一个相界层,被称为“Helmholtze双电层”。此相界层相当于一个电容,其一端与铂针相连,另一端如pH测量一样与参比电极相连。此电容会由于铂针和溶液之间的电化学电位差进行充电。而溶液的电位取决于对数浓度比Log COX/CRED和水中所有离子的电位差的总和。
在此同时铂也会被氧化,而且取决于氧化剂的浓度在其表面形成3~4原子层厚度的铂氧化层。此氧化层一方面传导电子,也就是说,阻碍Redox测量过程。但是此氧化层同时建立一个氧化存储器,当氯含量降低是会引起测量的延迟。
被测溶液越稀,这一延迟过程越长。在高含量Redox缓冲液的条件下,此过程可被忽略。
此效应也可以用前面举的两个罐子的例子来解释。一个罐子充满水,另一个罐子是空。 如果连接管道的口径较小,则二个罐子水位平衡的过程较慢,反之则较快。电极表
面的粗糙也会带来上述的测量惯性。这是因为粗糙表面的坑凹也会存储效应,从而使
离子交换的过程变差。
Redox电极的表面应尽量保持光洁。
由于“Helmholtze双电层”的作用就象一个电容,因此在电位变化时就会有一个
充电电流流过,一直到达电化学平衡为止。如果测量放大器对此复合层的电势不是采用零电流法进行测量,就不会达到电化学平衡。此时,测量值便会不断漂移,并且在一定条件下,电极表面也可能发生化学变化。
ORP电极选型:
1、一般的选择要求:
与pH电极相同(除敏感膜外)
2、敏感元件的选择:
ORP电极敏感元件的选择主要考虑被测介质的性质,一般黄金电极用于氧化性介质,如氰化物的氧化,亚硝酸盐的氧化,臭氧测量,氢过氧化物的测量。铂电极用于还原性介质,如铬酸盐的还原,游泳池加氯等。