ORP测量原理与应用 | ORP 氧化还原电位是什么？

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ORP测量原理与应用 | ORP 氧化还原电位是什么？

一、什么是ORP?

ORP的英文全称是oxidation-reduction potential，翻译过来是氧化还原电位。

ORP是衡量溶液中氧化性或还原性能力的指标。

它反映了溶液中所有物质宏观的氧化还原性，即电子转移的趋势。

正值表示溶液具有氧化性

负值表示溶液具有还原性

它是液体中指示电极的氧化还原电位与比较电极的氧化还原电位的差，可以对整个系统的氧化还原状态给出一个综合指标。

ORP测量原理：

ORP电极通常由一个惰性金属电极(如铂电极)和一个参比电极(如Ag/AgCl电极)组成。

当水体中存在氧化性物质时，如氯化剂、过氧化物等，这些物质会使惰性金属电极发生电子流失，从而增加电极的正电荷，使得ORP电极的测量值升高。

反之，如果水体中存在还原性物质，如还原剂、有机物等，这些物质会使惰性金属电极吸收电子，减少电极的正电荷，从而使得ORP电极的测量值降低。

氧化还原反应：

通过测量电极表面发生的氧化还原反应来确定溶液的电位。

电极电位差：

用参比电极和测量电极之间的电位差来反映溶液中氧化还原反应的强度。

电子转移过程：

电极反应原理涉及电子在电极和溶液中的氧化剂或还原剂之间的转移过程。

电化学电池的构建：

氧化还原电位测量依赖于电化学电池的构建，通过电极反应产生可测量的电位差。

测量电极与参比电极：

指示电极随溶液中离子活度的变化而变化，参比电极提供一个稳定的参考电位。

水中的ORP 指示

水中具有代表性的氧化物是氧（O），还原物就是氢（H）。

氧化还原电位（ORP）越低，消耗氧气的有机物就越高，也就说水越脏。

当采用银/氯化银电极和氯化钾电解质探头，pH值为6.5～7.3时，ORP应达到750mV；当pH值为7.3～7.8时，ORP应达到770mV以上，以满足消毒效果‌。

ORP测定（电位测定法）行业标准

我国行业标准氧化还原电位的测定（电位测定法）SL94~1994

水利部1995年5月1日批准通过实施，规定了用电位法测定水体中的氧化还原电位，适用于天然水的氧化还原电位测定。

ORP的应用

水质分析：氧化还原电位测量仪表用于检测水体中的氧化还原状态，帮助评估水质污染程度。

土壤污染检测：通过测量土壤的氧化还原电位，可以判断土壤中有害物质的含量，对土壤修复提供依据。

大气质量监测：氧化还原电位测量仪表在监测大气中污染物如硫化物和氮化物的氧化还原反应中发挥作用。

化学工业：氧化还原电位测量仪表在化学工业中用于监控反应过程，确保化学反应在最佳氧化还原条件下进行。

水处理：在污水处理和水净化过程中，仪表用于监测和控制氧化还原电位，以达到有效的消毒和净化效果。

食品加工：食品加工中，氧化还原电位的测量对于保证产品质量和延长保质期至关重要，如在罐头食品的杀菌过程中。

ORP测量的影响因素

01、溶解氧浓度

溶解氧含量越高，水体的氧化能力越强，ORP值相应变高。

02、pH

在一定范围内，pH值升高使ORP值增大，这是因为很多氧化还原反应的平衡常受pH值影响。

03、温度

通常温度越高，大多数化学反应的速率加快，包括氧化还原反应，ORP值可能也会增加。

05、水质

如生活污水、工业废水等，其内部的有机物、无机物及重金属离子等污染物种和浓度不同，对ORP值产生影响。

06、微生物活动

在厌氧消化阶段，微生物利用有机物产生的还原环境会导致ORP值下降；在好氧生物处理阶段，微生物消耗氧气使水体氧化能力变强，ORP值上升。