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ORP計量計的簡單介紹
來源:仁信源環(huán)保
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作者:仁信源環(huán)保scrxyhb
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發(fā)布時間 :2019-10-18
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概述
在環(huán)保水質分析監(jiān)測中，對ORP(即氧化還原電位)的測量尚未規(guī)定為必做的項目，但其數值大小對了解水質污染治理效果判斷十分重要，如城市污水和工業(yè)廢水監(jiān)測中利用氯進行含氰廢水的氧化、6價鉻的還原、各種生物化學的氧化還原工程等。
對一個水體來說，往往存在多種氧化還原對，構成復雜氧化還原體系，而其ORP是多種氧化物與還原物質發(fā)生氧化還原反應的綜合結果。這一指標雖然不能作為某種氧化物質與還原物質濃度的指標，但能幫助了解水質電化學特性，分析水體性質，以做出防范或治理的決策。ORP是一項綜合性指標。
水質的ORP都是采用現(xiàn)場測定，其方法是用鉑電極作測量電極、飽和甘汞電極作參比電極，與水樣組成原電池，用電子毫伏計或pH計測定鉑電極相對于甘汞電極的氧化還原電位；一般情況都是采用ORP測量與pH計共用，調換不同電極分別進行pH或ORP測定，所以這種分析儀被稱為pH/ORP計。
ORP測量基本原理
從pH測量原理可知，溶液的pH值即為測量氫離子的活度，由此可以推論，ORP由溶液中的電子活度所決定。該定義雖然本質上是正確的，但其表示方法十分抽象，因為自由電子并不會在溶液中存在，實際上ORP可看作是某種物質對電子結合或失去難易程度的度量。
ORP測定時，只要將鉑測量電極和甘汞參比電極浸入被測樣水中，再以pH測定兩電極間的電位差即可。因ORP電極本身具有結合或釋放電子的能力，所以要求該電極使用在測量中不能與溶液組分起化學反應的金屬，最合適的材料是鉑和金。因此，ORP電極相對于pH電極價格較貴。
ORP的測定是電位勢能的測量，在電位測量過程中，實際并沒有電流通過水溶液。因電解作用引起的化學成分變化是可以忽略的，在氧化還原電極的表面也不存在極化現(xiàn)象的發(fā)生。在ORP形成過程中，電子可從電極流向氧化還原體系，或反向流動。在金屬表面電荷的析出導致電位的形成，此電位又抵抗電子進一步遷移。當達到平衡狀態(tài)時，電化學力電位和化學力氧化力或還原力相互平衡，這樣溶液的ORP將隨其氧化能力的大小而呈比例增減，所測出的ORP值呈典型的線性關系。
影響ORP測量電極測量的主要因素
(1)電極選擇的影響
ORP測量電極可由多種金屬制造，如鎳、銅、銀、銥、鉑、金等由離子晶格結構組成，電子可在晶格內部運動，它們還會因同種離子的存在而產生電位差。鉑與金的ORP值較高，測量的靈敏度更高，與其他ORP電極相比，鉑和金等貴金屬的離子平衡活度中氧化還原電位時極低，故對ORP的測量幾乎沒有造成任何影響；鉑可形成純化的表面，且表面易生成含氧的表層，從而使電極標準電位增高；這種氧化物/氫氧化物層主要由PtO或Pt(OH)2構成，只有在確定臨界ORP以上時，氧的化學吸附作用才開始，隨電位增加表面保護層的厚度也增加，在大多數情況下，只達到單分子層的厚度。
(2)電極交換電流密度的影響
①影響機理。在所有電化學過程中，電子要從電極材料轉移到樣品溶液中，同樣，溶液中的電子也向電極上轉移。
②電極材料的影響。影響交換電流密度最主要的因素是電極材料，所以ORP測量的電極都需特殊材料制造。
(3)溶解氧的影響
大量ORP測量證明，在稀薄溶液中或具有低電流密度i的氧化還原體系，溶解氧濃度會影響其ORP值。
(4)電極毒化劑的影響
當樣品溶液中含有氯化汞(HgCl2)、硫化氫(H2S)等物質時，易使ORP電極“中毒”而導致交換電流密度i急劇下降，使測量失效。
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