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ORP计量计的简单介绍
来源:仁信源环保 | 作者:仁信源环保scrxyhb | 发布时间 :2019-10-18 | 165 次浏览: | 分享到:


概述
在环保水质分析监测中,对ORP(即氧化还原电位)的测量尚未规定为必做的项目,但其数值大小对了解水质污染治理效果判断十分重要,如城市污水和工业废水监测中利用氯进行含氰废水的氧化、6价铬的还原、各种生物化学的氧化还原工程等。
对一个水体来说,往往存在多种氧化还原对,构成复杂氧化还原体系,而其ORP是多种氧化物与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。这一指标虽然不能作为某种氧化物质与还原物质浓度的指标,但能帮助了解水质电化学特性,分析水体性质,以做出防范或治理的决策。ORP是一项综合性指标。
水质的ORP都是采用现场测定,其方法是用铂电极作测量电极、饱和甘汞电极作参比电极,与水样组成原电池,用电子毫伏计或pH计测定铂电极相对于甘汞电极的氧化还原电位;一般情况都是采用ORP测量与pH计共用,调换不同电极分别进行pH或ORP测定,所以这种分析仪被称为pH/ORP计。

ORP测量基本原理
从pH测量原理可知,溶液的pH值即为测量氢离子的活度,由此可以推论,ORP由溶液中的电子活度所决定。该定义虽然本质上是正确的,但其表示方法十分抽象,因为自由电子并不会在溶液中存在,实际上ORP可看作是某种物质对电子结合或失去难易程度的度量。
ORP测定时,只要将铂测量电极和甘汞参比电极浸入被测样水中,再以pH测定两电极间的电位差即可。因ORP电极本身具有结合或释放电子的能力,所以要求该电极使用在测量中不能与溶液组分起化学反应的金属,最合适的材料是铂和金。因此,ORP电极相对于pH电极价格较贵。
ORP的测定是电位势能的测量,在电位测量过程中,实际并没有电流通过水溶液。因电解作用引起的化学成分变化是可以忽略的,在氧化还原电极的表面也不存在极化现象的发生。在ORP形成过程中,电子可从电极流向氧化还原体系,或反向流动。在金属表面电荷的析出导致电位的形成,此电位又抵抗电子进一步迁移。当达到平衡状态时,电化学力电位和化学力氧化力或还原力相互平衡,这样溶液的ORP将随其氧化能力的大小而呈比例增减,所测出的ORP值呈典型的线性关系。

影响ORP测量电极测量的主要因素
(1)电极选择的影响
ORP测量电极可由多种金属制造,如镍、铜、银、铱、铂、金等由离子晶格结构组成,电子可在晶格内部运动,它们还会因同种离子的存在而产生电位差。铂与金的ORP值较高,测量的灵敏度更高,与其他ORP电极相比,铂和金等贵金属的离子平衡活度中氧化还原电位时极低,故对ORP的测量几乎没有造成任何影响;铂可形成纯化的表面,且表面易生成含氧的表层,从而使电极标准电位增高;这种氧化物/氢氧化物层主要由PtO或Pt(OH)2构成,只有在确定临界ORP以上时,氧的化学吸附作用才开始,随电位增加表面保护层的厚度也增加,在大多数情况下,只达到单分子层的厚度。
(2)电极交换电流密度的影响
①影响机理。在所有电化学过程中,电子要从电极材料转移到样品溶液中,同样,溶液中的电子也向电极上转移。
②电极材料的影响。影响交换电流密度最主要的因素是电极材料,所以ORP测量的电极都需特殊材料制造。
(3)溶解氧的影响
大量ORP测量证明,在稀薄溶液中或具有低电流密度i的氧化还原体系,溶解氧浓度会影响其ORP值。
(4)电极毒化剂的影响
当样品溶液中含有氯化汞(HgCl2)、硫化氢(H2S)等物质时,易使ORP电极“中毒”而导致交换电流密度i急剧下降,使测量失效。

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