关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题
- 格式:doc
- 大小:157.00 KB
- 文档页数:4
氧化还原电位 (Oxidation Reduction Potential , ORP 作为介质 (土壤、天然水体、培养基等环境条件的一个综合性指标, 已经沿用很久。
长期以来, 氧化还原电位常采用两电极法测定, 即用铂电极为测量电极, 饱和甘汞电极 (或银—氯化银电极作为参比电极, 与介质组成原电池, 用 pH 计测定铂电极相对于甘汞电极的氧化还原电位。
但在测定弱平衡体系时, 如海水是极为复杂的弱氧化还原体系, 由于铂电极并非绝对惰性, 其表面可形成氧化膜或吸附其他物质, 影响氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率, 因此建立平衡电位极为缓慢, 测量误差较大且测量重现性较差。
然而在海洋现场调查、监测及氧化还原电位传感器的计量、校准过程中, 测定氧化还原电位需快速、准确。
因此, 为统一量值, 更科学地为海水氧化还原电位传感器的计量检定工作提供依据, 我们开展了用去极化法测定海水氧化还原电位的研究。
1去极化法测量 ORP 原理将极化电压调节到 600~750mV ,以银—氯化银电极作为辅助电极, 铂电极接到电源的正端, 阳极极化 (极化时间 5~15s , 接着切断极化电源 (去极化时间在 20s 以上 , 去极化时监测铂电极的电位 (相对甘汞电极。
对于大多数的样品, 电极电位 E (mV 和去极化时间的对数 log t 之间存在直线关系。
以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。
阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位 [1]。
两条曲线的方程为:E 阳 =a 1+b 1log t 阳 E 阴 =a 2+b 2log t 阴求解此二直线方程可得到平衡电位公式:E =(a 2b 1-a 1b 2/(b 1-b 2平衡电位加上该温度下饱和甘汞电极的电位值, 既可求出 E 值。
2去极化法测定 ORP 装置2.1仪器设备(1 FJA — 4型氧化还原去极化法自动测定仪, 电位测量范围:0~1999mV ;(2铂电极;(3银—氯化银参比电极; (4饱和甘汞电极; (5计算机。
ORP表在电厂应用中存在的问题及建议近年以来,反渗透装置在电厂范围内得到了较为广泛的应用,其逐渐代替传统的阴、阳床,作为混床或EDI的预除盐系统,已成为一种发展趋势。
在电厂应用中,为了防止反渗透膜被进水中的强氧化性物质如游离氯(Cl2)、次氯酸根(ClO-)、和过氧化物等氧化降解,往往会在反渗透进水管道上增设还原剂加药设备,常用的还原剂为亚硫酸氢钠。
但还原剂加入量过多,反渗透膜易结硫酸盐垢,导致反渗透膜压差上升和脱盐率下降,反渗透膜清洗周期缩短。
还原剂加入量过少,反渗透膜氧化降解,反渗透膜使用寿命缩短。
所以,有必要在反渗透入口处加装ORP表,通过监测进水中的氧化还原电位(ORP)来调整还原剂的加入量。
氧化还原电位(ORP)是反映水体中各种物质所表现出的综合氧化能力(或还原能力)的一个状态参数[1]。
ORP值越高,水体氧化性越强,反之亦然[2]。
ORP表作为一种常用的反渗透进水氧化还原电位监测手段,在电厂应用中往往不能充分发挥其作用。
具体表现在ORP表不能较为准确地测量进水的氧化还原电位,导致还原剂的投加量过高或者过低,影响反渗透运行。
文章以某电厂为例,来浅析ORP表在电厂应用中存在的一些问题。
1 制水系统概况某电厂锅炉补给水制水系统配备两套全膜水处理装置,采用自来水厂沉淀处理后的黄河水作为水源,设有生水加热器。
其工艺流程为:盘式过滤器→超滤→一级反渗透→二级反渗透→EDI,配有相关加药装置。
盘式过滤器进水加絮凝剂、杀菌剂;一级反渗透进水加酸、阻垢剂、还原剂;二级反渗透进水加碱;超滤反洗进水加氧化剂。
在全膜水处理系统中,余氯对反渗透的聚酰胺膜和EDI的树脂均有一定的氧化破坏作用。
由于源水中含有一定量的余氯,过量的余氯会在金属离子的作用下氧化、降解反渗透膜,对EDI离子交换树脂造成破坏。
在实际生产过程中,反渗透进水余氯及强氧化剂含量要求小于0.1mg/L;ORP要求小于300mv,EDI进水余氯含量则小于0.05mg/L。
氧化还原电位的测定
氧化还原电位的测定是化学分析中非常重要的一个方面,它可以用来确定物质在化学反应中失去或获得电子的能力。
通过测定物质的氧化还原电位,我们可以了解物质在溶液中的电化学性质,从而更好地理解和控制化学反应的过程。
在氧化还原电位的测定中,常用的方法是电化学法。
电化学法是利用电流和电压来测定物质的氧化还原电位的一种方法。
在电化学法中,常用的电极有玻璃电极、甘汞电极、铂电极等。
通过在不同电极上施加不同的电压,可以测定物质在不同电位下的氧化还原性质。
在实际的实验中,测定氧化还原电位需要注意一些问题。
首先,要选择合适的电极和溶液,并严格控制实验条件,以确保测定结果的准确性和可靠性。
其次,要注意测定过程中可能存在的干扰因素,如溶液的浓度、温度等,需要进行适当的校正和控制。
除了电化学法,还可以利用其他方法来测定氧化还原电位,如循环伏安法、方波伏安法等。
这些方法在不同情况下具有不同的优势和适用性,可以根据实际需要选择合适的方法进行测定。
总的来说,氧化还原电位的测定是化学分析中一项重要的技术方法,可以帮助我们更好地理解物质的电化学性质,从而指导实际应用。
通过不断地研究和探索,我们可以进一步提高氧化还原电位的测定方法的准确性和精度,为化学分析领域的发展做出更大的贡献。
关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题方建安(中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。
一氧化还原电位是指什么?氧化还原电位,简称ORP(是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
此文档仅供采集于网络,若有侵权请联系网站删除氧化复原电位 (ORP)的重要作用氧化复原电位 (ORP)的重要作用大家渐渐认识到氧化复原电位在水产养殖上的意义,但是这个指标关于学过(水)化学的来说,理解起来都有点费劲气,更不用说我们大部分养殖户朋友了。
技术员到塘口跟养殖户说:我们这个药是氧化型的药,能提升水体氧化复原电位,很不错!养殖户听的一头雾水,而实质上好多技术人员对氧化复原电位自己也不是很清楚。
1. 那么什么是氧化复原电位?在水中,每种物质都有独立的氧化复原特征,能够简单理解为在微观上,每一种不一样物质都有必定的氧化复原能力,这些氧化复原性不一样的物质能够互相影响,最后组成必定的宏观氧化复原性。
电位为正表示溶液显示出必定的氧化性,为负则表示溶液显示出必定的复原性。
2.哪些是氧化物质、那些是复原物质?⑴水体中常有处于氧化态(直接点就是溶氧充分的状态)的物质有:O2(氧气自然是);硫酸根、硝酸根、磷酸根和铁离子、锰离子、铜离子、锌离子等;⑵常有处于复原态(简单说就是缺氧状态存在的)的物质:氯离子、氮气、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷、亚铁离子、多半有机化合物(包含我们的残饵、粪便、池底有机质淤泥)等。
氮在水体中存在的形式:一般未受污染的天然水域中,因为溶氧丰富,氮主要以硝酸根存在;在养殖池水中氮往常有 4 种存在形态:硝酸根、亚硝酸盐、氮气、氨氮。
3.为何氧化复原电位很重要?氧化复原电位怎么测?海水与淡水系统氧化复原电位实测值往常约为位),好氧微生物一般生活在+100mV以上,以( 400mv)( V 伏特,氧化复原电位的单+300mV~ +400mV为最适。
处于氧化态的物质在适合的条件(缺氧)下能够被复原,比如无毒的硝酸盐被复原成有毒的亚硝酸盐和氨氮;相同处于复原态的物质在适合条件(富氧)下被氧化,比如硫化氢被氧化成硫酸根。
跟着氧化复原电的降低,出现铁锰呼吸,干塘晒塘时被氧化成三价的铁,此时渐渐被复原成二价铁,这个过程耗氧产酸,所以底泥pH 值降落。
关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题方建安(中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。
一氧化还原电位是指什么?氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
氧化还原电位测定仪的校准方法作者:董佳王琳洪滔来源:《品牌与标准化》2021年第03期【摘要】参考SL 94-1994《氧化还原电位的测定(电位测定法)》,对该类氧化还原电位(ORP)测定仪的电位示值误差、近似等效输入阻抗、电子单元稳定性、仪器示值误差、仪器重复性主要校准参数的校准方法进行简要介绍。
【关键词】氧化还原电位测定仪;校准方法【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.03.011Calibration Method of Oxidation-reduction Potential TesterDONG Jia,WANG Lin,HONG Tao(Liaoning Institute of Measurement,Shenyang 110004,China)Abstract: Referring to SL 94-1994 Determination of oxidation-reduction potential (Electrometric method),this paper briefly introduces the calibration methods of the main calibration parameters of the potential indication error,approximate equivalent input impedance,electronic unit stability,instrument indication error and instrument repeatability of this kind of ORP tester.Key words: ORP tester;calibration method化还原电位(ORP)测定仪指的是一种测量水溶液中的金属电极和参比电极间电动势的仪器,该仪器用来反映水体中所有物质表现出来的宏观氧化还原性,氧化还原电位越高,氧化性越强,氧化还原电位越低,还原性越强。
实验八 土壤氧化还原电位的测定水田灌水后,空气中的氧由于受灌溉水层的阻隔,无法直接透入土层中,而原来闭蓄于土层内的少量游离氧以及由灌溉水带入土层的少量溶解氧,由于微生物活动的结果,在几小时至几十小时内几乎可以被全部耗竭,这样就势必造成土壤还原条件的不断发展,使土壤中一些氧化态物质逐渐还原成还原态物质。
当某一物质从其氧化态向还原态转化时,土壤溶液的电位也就有相应的改变,电位的高低由溶液中氧化态物质和还原态物质的浓度比值而定,以称之为氧化还原电位,习惯上用Eh 代表之,单位为伏或毫伏。
测定土壤的氧化还原电位,可以大致了解水田土壤的通气状况,土壤中养分元素的转化及其有效性,水田土壤中亚铁、硫化氢和某些有机酸毒害物质出现的可能性,因此,氧化还原电位是淹水土壤的一项重要测定项目。
一、方法原理在一个氧化还原的可逆体系中.插入一惰性金属导体如铂丝时,当氧化态物质和铂丝接触时,使铂丝失去电子获得正电位(氧化电位)的趋势。
另一方面,当还原态物质和铂丝接触时,使铂丝获得电子而表现为负电位(还原电位)的趋势。
这两种趋势,在同一个氧化还原体系中同时并存,其最后铂丝的电位决定于两种相反趋势平衡的结果。
如果是氧化电位大于还原电位,那么最后铂丝电位为正,反之为负。
其正负的具体数值与体系的性质以及氧化态物质、还原态物质的相对浓度有关。
这一关系可用 Nenst 方程式表示之。
][][lg 059.0)(0还原态物质浓度氧化态物质浓度伏n E Eh += 由于单独的一个铂丝电极不能构成回路,无法对铂丝电位进行测量,所以在具体电位测定时,不能不在溶液中再另外引用一个已知其电位值的标准电极来作为参比电极,使构成电池,以便测定两极之间的电位差,从而算出铂丝极的真正氧化还原电位值。
在实际测定时,一般所引用的参比电极为饱和甘汞电极,它的电位(E 饱和甘汞)为已知(表8),因此从电位计上直接测得的两极间电位差(E 实测),应换算成土壤的真实氧化还原电位(Eh ±)。
ORP氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh。
ORP作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
目录其一端与铂针相连,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。
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。
测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。
另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。
因此,在实际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。
关于pH/ORP的常见问题解答流速会对pH测量有什么影响?样品的pH值是不受流速影响的,但是pH的测量值会受影响。
在大多数的应用中(非高纯水),流速对pH的测量有很小的影响。
在样品以02m/sec的流速通过电极表面时,会对参比电极的隔膜有一个很小的影响,pH测量值会有±0.1的偏差。
压力也会有肯定的影响,由于直接作用参比的隔膜,会把过程介质压迫到隔膜中。
在pH值很低或很高时(4或10pH),影响会更大,有±0.2pH偏差,取决于实际的应用。
持续的高压和高流速会造成电解液的压缩和扩张,会促进电解液的扩散或污染隔膜,从而缩短pH电极的使用寿命。
可将电极安装在一般流速和压力的旁路中从而实现较高的测量性能和较长的寿命。
纯水(电导40μS/cm)中pH的测量受流速的影响比较大。
不要把传感器直接安装到一个塑料的流通池或接头中,由于高纯水流经绝缘表面时会产生静电,从而使pH的读数对于流速特别的敏感。
传感器应当安装在一个低流速的旁路接地不锈钢流通池中通常50100mL/min。
由于纯水中有可能产生参比隔膜电势,所以低流速也是特别必要的。
推举使用可填充电解质的液体电极以达到较高的精度。
使用预加压的凝胶电解质的Thornton的pHure电极,性价比特别的高。
多久应当校准一次pH电极?pH的校准间隔取决于各自的工艺。
工艺条件越稳定(温度、压力、组分、无污垢等),pH的测量就越稳定而且校准间隔就越长。
大多数的pH电极在每周或每月之间校正一次,依据阅历更长或更短的校准间隔也是可能的。
在保证精准度的前提下,刚开始校准频繁一些,然后渐渐延长校准间隔。
假如ORP的读数漂移的话,是电极的问题吗?已知工艺ORP数值的变化可能会有很多影响因素。
仪表的电气很少显现问题。
组分中矿物质的变化或水源pH值的更改都可能影响到ORP。
老化会影响ORP的参比电极,终需要更换新的电极。
需要更多信息,请参考ORP应用报告。
稳定的ORP值需要一个固定的氧化或还原环境。
化学反应中的氧化还原电位测定化学反应中的氧化还原电位测定是一种用于确定物质在溶液中的氧化还原性质的重要方法。
通过测定氧化还原电位,可以了解一个物质的电子转移能力以及其与其他物质之间的反应性。
本文将介绍氧化还原电位测定的原理、方法和应用。
一、氧化还原电位的原理在化学反应中,氧化还原反应是指物质发生氧化和还原过程,其中氧化是指物质失去电子,还原是指物质获得电子。
氧化还原电位是一个物质在溶液中进行氧化还原反应时电子转移的能力的度量。
它通常用电位差表示,正号表示相对于标准氢电极具有更大的氧化还原能力,负号则表示相对较弱。
二、测定氧化还原电位的方法测定氧化还原电位可以采用电极电势法或者电动势法。
电势法是通过将待测物质的电极与参比电极连接,测量两个电极之间的电势差来推断氧化还原电位。
参比电极通常使用饱和甘汞电极或者标准氢电极。
电动势法则是通过衡量一个电池的电动势来确定氧化还原电位。
在实际操作中,测定氧化还原电位需要一系列操作步骤。
首先,选择合适的电极,在实验室中常使用玻璃电极、氢电极、银电极等。
其次,准备溶液并将待测物质溶解其中。
通过将参比电极和待测电极插入溶液中,并连接至电位计,可以测量电势差。
最后,进行数据处理和分析,根据电位差推断氧化还原电位。
三、氧化还原电位测定的应用1. 确定物质的氧化还原性质:通过测定氧化还原电位,可以推断物质的氧化还原能力和反应性。
这对于研究和了解化学反应机制以及反应的速率和平衡非常重要。
2. 分析物质的成分和浓度:氧化还原电位测定在分析化学中也有广泛应用。
通过测定不同样品的氧化还原电位,可以推断样品中的成分和浓度,进而实现定量分析。
3. 电化学储能和电池研究:氧化还原电位测定对于电化学储能和电池研究具有重要意义。
通过测定电池的氧化还原电位,可以评估电池的性能和储能能力。
4. 金属腐蚀研究:氧化还原电位测定还可以用于金属腐蚀研究。
通过测定金属与电解质溶液中的氧化还原电位,可以评估金属的腐蚀性能以及采取相应的防腐措施。
关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题方建安(中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。
一氧化还原电位是指什么?氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法一氧化还原电位是指什么?氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
电极电位E(毫伏)和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。
氧化还原电位(orp)氧化还原电位(ORP),也称为氧化还原电势,是描述化学反应中电子转移的电势差的物理量。
它是评价溶液中氧化还原反应趋势和反应速率的重要指标。
本文将从ORP的定义、测量方法、应用领域等方面进行介绍。
一、ORP的定义氧化还原电位是指在氧化还原反应中,电极与标准氢电极之间的电势差。
它是通过测量溶液中电子转移的能力来评估氧化还原反应的强弱。
ORP的单位为毫伏(mV),正值表示溶液具有氧化性,负值表示溶液具有还原性。
二、ORP的测量方法1. 电极法:使用专用的ORP电极,将其插入待测溶液中,通过电极与参比电极(如标准氢电极或银/银氯化物电极)之间的电势差来测量ORP值。
2. 仪器法:使用ORP仪器,通过测量仪器电极与参比电极之间的电势差来获取ORP值。
这种方法更为常用,因为仪器具有自动测量和记录的功能,能够提高测量的准确性和效率。
三、ORP的应用领域1. 水处理:ORP被广泛应用于水处理领域,用于监测和控制水体中的氧化还原反应。
例如,在游泳池中,通过监测ORP值可以判断水中的氯消毒剂含量,从而控制水质的卫生安全。
2. 食品加工:ORP可以用于检测食品加工过程中的氧化还原反应。
例如,在食品酿造中,通过测量ORP值可以判断发酵过程的进展情况,以及调整发酵条件,保证产品质量。
3. 环境监测:ORP也被用于环境监测,例如测量土壤中的氧化还原能力,评估土壤的肥力和环境污染程度。
4. 化学工业:ORP在化学工业中具有重要作用,可用于控制反应过程的氧化还原条件,优化反应速率和产物选择。
5. 生物学研究:ORP常用于生物学实验中,用于测量细胞内外的氧化还原状态,研究氧化还原反应在生物体内的功能和调控机制。
四、ORP的影响因素1. 温度:温度的变化会影响ORP值,通常情况下,温度越高,ORP值越低。
2. pH值:溶液的pH值也会对ORP值产生影响。
一般来说,pH 值越低,ORP值越高。
3. 溶液中的化学物质:溶液中的化学物质,如氧气、氯离子等,也会对ORP值产生影响。
氧化还原电位(ORP)控制发酵过程氧化还原电位优化酿酒酵母乙醇生产摘要利用氧化还原电极,研究了在厌氧条件下将氧化还原电位值(ORP)控制在不同水平( -50mV、-100mV、-150mV、-230mV)对乙醇发酵过程的影响。
试验结果表明,不同的ORP值水平对乙醇得率,甘油形成、有机酸分泌、生物量和菌体死亡率的影响有明显的差异。
当ORP为-50mV时的生物量是ORP为-100mV时的1.26 倍、ORP为-150mV时的1.86 倍、ORP为-230mV时的2.59倍,甘油浓度分别是后三者的1.2倍、1.1倍、1.7倍,而乙醇浓度却分别只有后三者的0.87 倍、0.49 倍、0.51倍。
综合考虑生物量、乙醇浓度、甘油产量、残糖的测定结果,表明将ORP控制在-150mV时对乙醇发酵极为有利。
说明可以用ORP电极来精确控制厌氧发酵条件,从而为酵母细胞合理分配代谢流以实现乙醇生产最优化的宏观控制提供了一种有效的手段。
氧化还原电位(ORP)是指水溶液或培养基中可得到或失去的自由电子,一般以毫伏(mV)为单位,可以为正值也可以为负值。
ORP值越高说明溶液的氧化水平越高,相对容易失去电子,反之亦然。
在微生物的发酵过程中,发酵液一般来说并不处于氧化还原平衡的状态。
这是因为微生物细胞吸收培养基中的营养成分,通过内部的氧化还原反应与其胞内的代谢过程相连来获取能量用于生长,维持和产物的合成。
在培养过程对氧化电位进行检测具有非常重要的生物学意义。
它可以: (1)给操作人员提供必要的信息以保证微生物生长在合适的氧化还原环境下; (2)在厌氧条件下测定溶氧电极检测限之外的痕量氧值; (3)在生物工程下游技术中,监测ORP值可以提供某种化学物质是否存在或化学物质之间转换的证据; (4)一定的ORP值是蛋白质正确折叠,尤其是二硫键形成的关键因素。
Yun-HuinLin等[1]利用氧化还原电极监测克拉维酸的生产过程,发现ORP对克拉维酸的生成有着比溶氧更好的关联性,利用氧化还原电极进行调控将克拉维酸的产量提高了96%。
氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天,而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
电极电位E(毫伏)和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。
以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。
eh氧化还原电位
摘要:
1.Eh 氧化还原电位的定义
2.Eh 氧化还原电位的测量方法
3.Eh 氧化还原电位的应用
4.Eh 氧化还原电位的影响因素
正文:
Eh 氧化还原电位,又称为氧化还原电位,是指在标准状态下,一个物质失去或得到电子的倾向。
它的单位是伏特(V),可以通过测量一个物质与标准氢电极之间的电位差来得到。
测量Eh 氧化还原电位的方法主要有两种:一种是使用氧化还原电位计,它通过连接氧化还原电极和参比电极,然后测量两者之间的电位差来得到Eh 值。
另一种是使用恒电流电位法,它通过在待测电极和参比电极之间施加恒定的电流,然后测量电位差来得到Eh 值。
Eh 氧化还原电位在许多领域都有广泛的应用。
在环境科学中,它可以用来监测水体的污染程度;在生物学中,它可以用来研究细胞内的氧化还原反应;在化学中,它可以用来预测化学反应的方向和速率。
Eh 氧化还原电位的大小受许多因素的影响,包括溶液的酸碱度、温度、电极表面积、电极与溶液的接触面积等。
关于氧化还原电位(ORP、Eh)去极化测定法的二十个问题方建安(中科院南京土壤研究所技术服务中心,南京传滴仪器设备有限公司)经常有人打电话或网上发Email于我,询问有关氧化还原电位(ORP)测定,特别是ORP去极化测定法的有关问题,为此把问题与答复集中成文,供大家参考和讨论。
一氧化还原电位是指什么?氧化还原电位,简称ORP (是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写)或Eh,作为介质(包括土壤、天然水、培养基等)环境条件的一个综合性指标,已沿用很久,它表征介质氧化性或还原性的相对程度。
二氧化还原电位的传统测定方法是什么?长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。
即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。
ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。
参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。
三氧化还原电位的传统测定法有什么特点?氧化还原电位的传统测定法十分简单,它由ORP复合电极和mV计组成。
但达到平衡电位值的时间较长,特别在测定弱平衡体系时,由于铂电极并非绝对的惰性,其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。
影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,在有的介质中需经几小时甚至一、二天, 而且测定误差甚大,通常40-100mV。
因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间,如5分钟,或者10分钟,或者30分钟------等。
在发表文章或上报数据时,必须标识读数时间。
四用什么方法可以得到相对精确的测定结果?如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程,对复杂的介质,如果采用了去极化法测定氧化还原电位,可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果,这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者小于10mV或更好。
五什么是氧化还原电位去极化法测定法?将极化电压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极,铂电极接到电源的正端,阳极极化(极化时间5-15秒中自由选择),接着切断极化电源(去极化时间在20秒以上自由选择),去极化时监测铂电极的电位(对甘汞电极)。
电极电位E(毫伏)和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。
以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。
阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。
二条曲线的方程为:E阳=a1+b1logt阳E阴=a2+b2logt阴求解此二直线方程可得到平衡电位公式E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2)平衡电位加上该温度下参比电极的电位值,即可求出ORP值。
将有关两条去极化曲线的数据输入计算机,即可自动算出土壤的ORP值。
这种方法如果用手工测定,不但过程操作紧张,测定误差大,而且数学处理繁重。
六现在有这种ORP去极化法自动测定仪器吗?这种方法是中国科学院南京土壤研究所电化学专家于天仁院士和刘志光教授的研究成果,在上世纪八十年代在《土壤》和英国《J.Siol Sci.》杂志发表了多篇有关文章。
后与方建安教授合作,利用PC-1500袖珍计算机研制成ORP去极化法自动测定仪(详见方建安、刘志光分析仪器,1987,(1),23。
)。
在以后的年代里,先后研制成氧化还原去极化法半自动测定仪、FJA-16型氧化还原去极化法自动测定仪(独立使用)、FJA-02型氧化还原去极化法自动测定仪(与PC机或笔记本电脑联用)、FJA-3型氧化还原去极化法自动测定仪(与PC机或笔记本电脑联用,集成度高)、FJA-4型氧化还原去极化法自动测定仪(可独立使用,也可与PC机或笔记本电脑联用,集成度更高)。
目前南京传滴仪器设备有限公司有FJA-3和FJA-4氧化还原去极化法自动测定仪供应,其他型号均不再生产。
七ORP测定能有很高的精度吗?这个问题不能用一句话简单概括的。
不同的测试条件,测定结果可以相差很多。
如果在清洁的水中,铂电极的表面又很新鲜,采用去极化法测定,重现性可以在1mV以内;但如果测定对象复杂,铂电极表面不干净,用传统的方法测定时,测定误差甚大,通常40-100mV。
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。
测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。
另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。
因此,在实际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。
我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示了溶液的一种还原或氧化状态,或表示了溶液的某种性质(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。
八铂电极表面的性质与处理铂电极它是一种惰性电极,但并非是绝对的,其表面可形成氧化膜(如PtO和PtO2等)或吸附其它物质(如吸附氢分子和氧分子,有些有机物质和无机物质),在含硫化物和亚铁离子的还原介质中,这些离子能吸附在电极表面,使电极‘中毒’,影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率,因此平衡电位的建立极为缓慢,这是影响测定精度的关键因素(传统方法较去极化法对表面的要求高一些),因此对铂电极表面的处理与保护是很重要的一件事。
ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mV)。
可用以下方法清洗活化。
(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,再浸入浸泡液中浸泡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, 再浸入浸泡液中浸泡6小时后使用。
(3)、铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光(重要的是在抛光时,应避免产生细痕),然后用纯水清洗,再浸入浸泡液中浸泡6小时后使用。
九铂电极的浸泡液如何配置?ORP(pH)浸泡液的正确配制方法:取pH4.00缓冲剂(250mL)包,溶于250mL纯水中,再加入56克分析纯KCl,适当加热,搅拌至完全溶解即成。
十新的铂电极使用前是否要进行脱膜处理?新的铂电极在使用前要不要进行表面处理,最好正确处理一下为好,因为铂电极是在高温下加工面成的,铂电极表面可能会生成一些氧化膜,影响测量结果。
方法是将铂电极浸入洗涤剂中10分钟左右,用水洗净,接着将铂电极浸入0.2mol/L HCl-0.1mol/L NaCl溶液中,加热至微沸,再加入少量固体Na2SO3(0.2g/100ml)继续加热30分钟。
也可以不加热,但浸泡的时间要长。
然后洗净放入ORP浸泡液中待用。
十一ORP测定时要不要ORP标准溶液校正?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,可用ORP标准溶液检查电极电位,以判断ORP电极或仪器的好坏。
严格要求时,新的铂电极都要用ORP标准溶液检查电极电位。
ORP标准溶液的配制:(1)在小烧杯中倒入50ml pH4.01 的标准缓冲溶液,加入适量的醌氢醌试剂并搅拌,使溶解至泡和。
ORP标准溶液配制后不能长期使用(一般当天使用)。
ORP标准溶液的数值与Ag-AgCl参比电极的氯化钾浓度有关。
3.3mol/L KCl溶液的ORP 标准溶的值为25℃时为256±2mV,不同温度下的标准电位值,查表得到。
(2)另一种标准溶液是含0.0033mol/L K3Fe(CN)6和0.0033mol/L K4 Fe(CN)6 的0.1 mol/L KCl溶液。
在25℃时此溶液的标准电位为430±2 mV。
铂电极在该溶液中与饱和甘汞电极组成电池的电动势为186±2mV。
上述标准电位值是在仪器、参比电极电位与液界电位符合要求、pH值不变的前提下得到的。
十二去极化法仪器中的温度自动补偿的函义是什么?温度的变化也会影响ORP的测定值,在常温下铂电极表面电位的温度系数是很小的,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。
FJA系列ORP去极化自动测定仪中的温度自动补偿是指根据温度测定值,自动查表,得出该温度下饱和甘汞电极的电位值,参与ORP值的计算。
十三ORP去极化法测定的结果与传统仪器测定的结果可比吗?答案是肯定的。
前面已经讲过ORP去极化法测定的结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位,通常两者之间小于10mV或更好。
ORP去极化法测定的结果只需要2-3分钟就能出结果,如果与传统方法2-3分钟读得的结果相比,那相差很大。
只有在测定标准溶液时,能在很短的时间内相比。
十四如可选择ORP去极化法的极化、去极化、和数据点与采集间隔时间?使用者在用ORP去极化测定仪测定体系中ORP时,极化时间、去极化时间、和数据采集间隔时间三个参数是可以修改的,目的是在不同的测定体系中修改上述参数达到测定时间最短,结果满意。
(1)极化时间当一个正电压或负电压加到铂电极上,随着发生电解过程,电极表面附近氧化性物质与还原性物质的浓度发生变化,这将引起电极电位偏离平衡电位。
极化时间较长可以加大电位的变化幅度,但极化时间太长,可能使铂电极表发生变化,测定结果就不正确了,通常建议在5-15秒之间选择为好。
(2)去极化时间当切断外加电源时,由于介质的氧化还原物质的去极化作用,电极电位渐渐恢复到原来值,完全去极化时二根去极化曲线相交点就是平衡电位。
去极化时间短,数据点落在曲线部分,数据点差值大,由于采用二次拟合相关性还好;去极化时间长,数据点落在直线部分,数据点差值小,读数误差大。
所以在测定满意的情况下去极化时间选择小一些,通常建议在20-30秒中选择。
(3)数据点与采集间隔时间数据点通常在5-10秒中选择。
数据点多曲线拟合精度高,但测定时间就长了。
采集时间间隔长,二点之间读数大,精度高,同样测定时间就长了。
通常建议在5 -10秒内选择。
十五饱和甘汞电极与Ag-AgCl电极能否互换?这两种电极不能互换。
因为仪器定义饱和甘汞电极为测量的参比电极,Ag-AgCl电极为辅助电极,如果互换测量结果就有差错。
另外,饱和甘汞电极不能作为辅助电极,因为极化后它的电位恢复很慢。
十六能不能插入较深的水下测量?四种电极的长度通常为十多厘米,如果要插入1米多深水中测量时,必须把这四种电极组合在PVC或PPR管中,在组合中必须将电极与管子之间密封好,同时加长电极引线,不要接错。
十七ORP测试主要应用在那些场合?(1)工业污水处理使用于水处理上的氧化还原系统,主要是铬酸的还原与氰化物的氧化。
废水中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子。
若添加氯或次氯酸钠可用来氧化氰化物,随后是氯化氰的水解,形成氰酸盐。