A redoxpotenciál (ORP) vagy redoxszenzorok az oldatok oxidáló, illetve redukáló képességét mérik. Az ionpotenciál ORP szonda által meghatározott információi különböző alkalmazási területeken is komoly jelentőséggel bírnak, ilyen például az ivóvíz tisztaságának ellenőrzése, a szennyvíz anaerob aktivitásának megfigyelése, vagy az élelmiszer-gyártási folyamatokban, például a sütőipar területén a megfelelő állag biztosítása. A METTLER TOLEDO kiváló minőségű ORP elektródák sokoldalú portfólióját gyártja laboratóriumi és terepi alkalmazásokhoz. Az ezüst-, platina- vagy aranygyűrűs ORP szenzorok segítségével a redoxpotenciál különböző kémiai tulajdonságú közegekben mérhető.
Mindegy, hogy a laborban vagy kedvezőtlen kültéri gyártási környezetben használ ORP szenzort, a METTLER TOLEDO alkalmazásának megfelelő elektródáira mindig számíthat. Ez azt jelenti, hogy akár alapszintű napi megfigyelésre, akár rendkívül specializált munkafolyamatokhoz keres szenzort, a referencia-rendszer, csatlakozás, fémfajta és alak megfelelő, pontos érzékelést biztosító kombinációja bármely alkalmazási terület esetében a rendelkezésére áll.
A METTLER TOLEDO ORP szenzorai kiváló teljesítményt biztosítanak, emellett az anyagok és technológiák helyes párosítása fokozza tartósságukat és meghosszabbítja élettartamukat, amennyiben az egyes laboratóriumi vagy terepi alkalmazáshoz megfelelő szenzort használják. Száranyagaink robusztus jelleget garantálnak a laboratóriumi ORP szenzoroknak még kedvezőtlen vagy gyártásközeli környezetben is.
A különböző hosszúságú laboratóriumi ORP elektródák bármilyen mintaméretnél egyszerű és rendkívül pontos redoxmérést tesznek lehetővé.
A semleges platinagyűrűre épülő redoxszenzorok kialakításuknak köszönhetően az alkalmazási területek jó részében hasznosíthatók, a stabil referenciapotenciálért és a szennyeződésmentes csatlakozásért pedig az ARGENTHAL™ referencia-rendszer felel.
Az ezüst érzékelőgyűrűs laboratóriumi ORP/redoxszenzorok pontosságot nyújtanak argentometriás alkalmazásoknál.
Erősen oxidáló mintáknál az arany érzékelőgyűrűs ORP/redoxszenzorok jelentik a legjobb megoldást.
A METTLER TOLEDO teljes körű elektrokémiai rendszereket kínál, a mérőkészülékektől és szenzoroktól kezdve egészen a kalibrálási és ellenőrző standardokig, valamint a szoftverekig. Hozzon létre könnyed rendszert gördülékeny méréssel, adatátvitellel és automatizálással.
Mérőberendezései teljes életciklusán át támogatást és szervizszolgáltatást nyújtunk a telepítéstől a megelőző karbantartásig, valamint a kalibrálástól a javításig.
Az oxidációs-redukciós potenciál (ORP) vagy redoxpotenciál szenzorok a kémiai reakciók monitorozására, az ionaktivitás kvantitatív meghatározására, illetve az oldatok oxidáló- és redukálóképességének megállapítására használhatók. Az ORP a redoxreakció elektromos potenciáljának mérése, amelynek eredménye meghatározza az adott körülmények között végbemenő oxidáció vagy redukció mértékét. A METTLER TOLEDO megbízható ORP szenzorokat kínál laboratóriumi és terepi alkalmazásokhoz egyaránt.
Az ORP mérésére szolgáló rendszer ORP elektródából és referenciaelektródából áll, és sok szempontból hasonló a pH mérés rendszeréhez.
Az ORP mérés elve inert fémelektróda (platina, néha arany vagy ezüst) használatán nyugszik, amely az alacsony ellenállása révén elektronokat ad le oxidáló anyagoknak, illetve elektronokat vesz fel redukáló anyagoktól. Az ORP elektróda folyamatosan elektronokat vesz fel vagy ad le mindaddig, amíg potenciált nem alakít ki a magas töltésfelhalmozódás miatt, amely az oldat ORP-jével egyenértékű.
Az ORP elektródák a Nernst-féle félcellás potenciál egyenlete alapján mérik a redoxpotenciált:
E = Eo + (2,3 RT / nF) × (log [aOx] / [aRed])
, ahol:
Az ARGENTHAL™ nevű továbbfejlesztett referenciaelem azért készült, hogy megakadályozza az ezüst (Ag) eltávolítását az ezüsthuzalból. Az ARGENTHAL™ referenciaelemben AgCl-részecskékkel feltöltött apró patron található, amely biztosítja a kémiai reakció számára szükséges ezüstionokat a huzalkivezetésnél. Ez a patron az elektróda teljes élettartamára elegendő AgCl-részecskét tartalmaz.
Használat után alaposan öblítse le az elektródát desztillált vízzel, majd zárja le a SafeLock™ fedelet. Az ORP elektródákat általában referenciaelektrolittal (ez gyakran 3 mol/l KCl) feltöltött nedvesítősapkában vagy InLab tárolóoldatban kell tárolni. A félcellát szárazon tárolja. Az elektródát függőleges pozícióban, szobahőmérsékleten tárolja.
Az ORP szenzorok tárolásához szükséges információkat a felhasználói kézikönyvekben ellenőrizze.
Az ORP szenzorok diafragmájának eltömődését számos tényező okozhatja. Különösen a kerámiából vagy más porózus anyagból készült csatlakozások hajlamosak az eltömődésre. Az eltömődés leggyakoribb okait és a megfelelő tisztítási eljárásokat az alábbi felsorolás összegzi:
Ezüst-szulfid (Ag2S) okozta eltömődés: ha a referenciaelektrolit ezüstionokat, a mérendő minta pedig szulfidokat tartalmaz, a csatlakozást beszennyezi az ezüst-szulfid csapadék. E szennyeződés eltávolításához 5–60 percen át tisztítsa a csatlakozást 0,1 mol/l HCl-oldatban lévő 8% tiokarbamid oldatával. (A tiokarbamid tisztítóoldat elérhető a METTLER TOLEDO kínálatában.)
Ezüst-klorid (AgCl) okozta eltömődés: a referenciaelektrolit ezüstionjai olyan mintákkal is reakcióba léphetnek, amelyek kloridionokat tartalmaznak, így AgCl-csapadék képződik. Ez a csapadék az elektróda tömény ammóniaoldatban (35% NH3 aq.) való áztatásával távolítható el.
Fehérjék okozta eltömődés: a proteinnel szennyezett csatlakozások úgy tisztíthatók meg, hogy az elektródát több órára pepszin/HCl oldatába (5% pepszin, 0,1 mol/l HCl) merítjük. (A pepszin-HCl tisztítóoldat elérhető a METTLER TOLEDO kínálatában.)
A csatlakozás egyéb eltömődései: ha a csatlakozást egyéb szennyeződés tömítette el, próbálja megtisztítani az ORP szenzort vízzel vagy 0,1 mol/l HCl-oldattal töltött ultrahangos fürdőben.
A „szabványos” ORP szenzorok platinagyűrűs laboratóriumi redoxelektródák. Különböző formájú és csatlakozású változatokban (pl. InLab Redox Micro, InLab Redox Pro) kínálunk szenzorokat. A redoxelektródákat csak akkor használják, ha a minta bármely összetevője kémiai reakcióba lép a platinával – a nemesfém gyűrű használata éppen azon az ötleten alapszik, hogy ne lépjen semmilyen kémiai reakcióba. Platina redoxelektróda használata nem javasolt például tömény sósav esetében, ekkor ugyanis Pt-Cl komplexek képződhetnek.
A redoxmérés az oldat redukciós potenciáljának mérését jelenti. A végeredmény a nyers érték (mV-ban mért eredmény).
Ha a redoxelektródát 220 mV-os pufferoldatban végzett méréssel ellenőrzik, és az eredmény a 220 ± 20 mV értéken kívül van, a szenzort tisztítani kell (nem pedig kalibrálni).
A redoxszenzor várt értéke 220 ± 20 mV. Ha ez a feltétel nem teljesül, ajánlott a fémgyűrűt vagy a tűt nedves szövettel megtisztítani, majd desztillált vízzel leöblíteni, ezután pedig újra megmérni a mV-értéket 220 mV-os redoxpufferben.
A fémgyűrű tisztításának és a lerakódások eltávolításának másik módja a 0,1 mol/l HCI használatával végzett kondicionálás. Egyes esetekben a referenciaelektrolit cseréje is javasolt.
Redoxmérésekhez nem használható pH szonda. A szenzorok (pH és Redox) működési elvei különbözőek.
Az ORP a redoxreakció elektromos potenciáljának mérési eredménye, és meghatározza, milyen mértékű oxidáció vagy redukció megy végbe az adott körülmények között. Az ORP mérése elvégezhető a pH mérő millivolt üzemmódjának használatával. Az érzékelő elem ebben az esetben fém, jellemzően platina.
A pH érték a hidrogénionok (protonok) vagy hidroxidionok vizes oldatban mért aktivitásának mérési eredménye. Az érzékelőelem ebben az esetben érzékeny üvegmembrán. A savas és a lúgos anyagok közötti mennyiségi különbség a pH érték mérésével határozható meg.
Ennélfogva redoxméréskhez nem használható pH szonda. Ezt jól elmagyarázza az alábbi példa.
220 mV-os redoxstandardunk pH 7 értékű. ORP módban (mV módban) platinagyűrűs szenzorral végzett mérésnél körülbelül 220 mV-os eredményt kap. Ha viszont pH elektródával végzi a mérést, a mérőn kijelzett eredmény 0 mV körüli. Ennek az az oka, hogy a két különböző szenzor az oldat különböző formáira érzékeny: a redoxelektróda a fémionokra, míg a pH elektróda a protonokra.
Előfordulhat, hogy a felhasználó valamilyen eltoláshoz szeretné korrigálni a mért értéket – például az Ag/AgCl referencia helyett hidrogén standard elektróda ellenében szeretné megismerni a potenciált. Ezért végeznek relatív mV mérést, és ilyenkor meg kell adni a mérési paraméterek eltolását.
Az egyik legelterjedtebb ORP-t használó alkalmazási terület a vízfertőtlenítés. A nagyvárosok ivóvízrendszerei például erős oxidálóanyagokat, így klórt is használnak a baktériumok és egyéb kórokozók kiirtására, illetve a szaporodásuk megelőzésére a vízellátást biztosító vezetékeben.
Az ORP mérést különböző alkalmazásokban használják, például a fertőtlenítés, a borkészítés, a galvanizálás és a bányászat területén. A redoxreakciók elterjedt gyakorlatnak tekinthetők az ipari szennyvíz kezelésében, az összetevők leeresztés előtti redukciójánál és oxidációjánál egyaránt. A fémfeldolgozó alkalmazásokban az oxidációs reakció gyakori példája a szennyvíz cianidtartalmának kezelése.
A kromát a fémek kémiai jellemzőik módosítása céljából végzett galvanizálása során gyakran használt vegyi anyag. Toxikus vegyület, amelyet a környezetbe jutás korlátozása érdekében el kell távolítani a szennyvízből. A kromát hexavalens krómból trivalens krómmá redukálása savas körülmények között pH kontrollált és ORP-vel monitorozott.
Igen a hosszú edények esetében végzett ORP méréseket igénylő laboratóriumi alkalmazásokhoz válassza InLab Redox-L elektródánkat. Az extrahosszú szár lehetővé teszi a mérést mély tartályokban, hordókban és kísérleti reaktorokban is. Kis térfogatú minták esetében az InLab Redox Micro a megfelelő választás. A kis átmérőjű, karcsú szár lehetővé teszi rendkívül kis térfogatú minták mérését is.