Sensor ORP Laboratorium

ORP (Potensial Reduksi Oksidasi) atau sensor potensial Redoks digunakan untuk memantau reaksi kimia, mengkuantifikasi aktivitas ion, atau menentukan sifat oksidasi atau reduksi larutan. ORP adalah pengukuran potensial listrik reaksi redoks, yang menentukan jumlah oksidasi atau reduksi yang terjadi pada kondisi yang ada. METTLER TOLEDO memberikan sensor ORP yang andal untuk aplikasi di laboratorium dan lapangan.

Pengaturan pengukuran ORP terdiri atas elektrode ORP dan elektrode referensi. Cara ini sama seperti pengukuran pH.

Prinsip dibalik pengukuran ORP adalah penggunaan elektrode logam yang bersifat inert (platinum, terkadang emas atau perak), yang (karena resistansinya yang rendah) akan melepas elektron ke oksidan atau menerima elektron dari reduktan. Elektrode ORP akan terus menerima atau melepas elektron hingga menghasilkan potensial, karena muatan yang menumpuk, yang setara dengan ORP larutan.

Elektrode ORP mengukur potensial redoks berdasarkan persamaan potensial setengah sel Nernst:

E = Eo + (2,3 RT / nF) x (log [aOx] / [aRed])
Dengan:

• E = Potensial elektrode yang diukur
• Eo = Tegangan spesifik untuk sistem dalam analisis.
• R = Konstanta gas universal
• T = Suhu Absolut (K)
• n = jumlah elektron yang terlibat dalam keseimbangan antara jenis yang teroksidasi dan tereduksi.
• F = konstanta Faraday (96500 coulomb)
• [ ] = menunjukkan aktivitas ion yang dikurung

Agar dapat mencegah peluruhan Ag dari kabel Ag, jenis elemen referensi yang ditingkatkan yang disebut elemen referensi ARGENTHAL™ diciptakan. Elemen referensi ARGENTHAL™ terdiri atas kartrid kecil yang diisi partikel AgCl yang menyediakan ion perak untuk memicu reaksi kimia pada bagian depan kabel. Kartrid ini berisi AgCl dengan jumlah yang cukup hingga berakhirnya masa pakai elektrode.

Setelah digunakan, bilas elektrode dengan baik menggunakan air suling, lalu tutup SafeLock™. Elektrode ORP harus disimpan dalam penutup penjaga kelembapan yang diisi dengan elektrolit referensi (seringnya 3 mol/L KCl) atau larutan penyimpanan InLab. Simpan setengah sel dalam keadaan kering. Elektrode harus disimpan dalam posisi tegak dan pada suhu ruang.

Periksa panduan pengguna yang dilengkapi dengan informasi yang diperlukan tentang penyimpanan sensor ORP.
 

Beberapa faktor dapat menyebabkan penyumbatan diafragma sensor ORP. Secara khusus, sambungan yang dibuat dari keramik atau materi berpori lainnya rentan terhadap penyumbatan. Alasan yang paling sering muncul tercantum di sini beserta prosedur pembersihan terkait:

Penyumbatan dengan sulfida perak (Ag₂S): jika elektrolit referensi mengandung ion perak dan sampel yang diukur mengandung sulfida, sambungan akan terkontaminasi dengan endapan sulfida perak. Untuk membersihkan sambungan dari kontaminasi ini, bersihkan sambungan dengan 8% tiourea dalam larutan 0,1 mol/L HCl selama 5-60 menit (Thiourea Cleaner tersedia dari METTLER TOLEDO).

Penyumbatan dengan klorida perak (AgCI): ion perak dari elektrolit referensi juga dapat bereaksi dengan sampel yang mengandung ion klorida, sehingga menghasilkan endapan AgCI. Endapan ini dapat dihilangkan dengan merendam elektrode dalam larutan amonia terkonsentrasi (35% NH₃  aq.).

Penyumbatan dengan protein: sambungan yang terkontaminasi protein sering kali dapat dibersihkan dengan mencelupkan elektrode dalam larutan pepsin/HCl (5% pepsin dalam 0,1 mol/L HCl) selama beberapa jam (Pepsin-HCl Cleaner tersedia dari METTLER TOLEDO).

Penyumbatan sambungan lainnya: jika sambungan tersumbat dengan kontaminasi lain, coba bersihkan sensor ORP dalam rendaman ultrasonik dengan air atau dengan larutan 0,1 mol/L HCl.

Elektrode redoks laboratorium dengan cincin platinum adalah sensor ORP "standar". Kami juga memiliki sensor dengan berbagai geometri dan sambungan (misalnya InLab Redox Micro, InLab Redox Pro). Elektrode redoks hanya digunakan jika sesuatu dalam sampel menjalani reaksi kimia dengan platinum; alasan digunakannya cincin logam mulia adalah agar tidak terlibat dalam reaksi kimia apa pun. Salah satu contohnya adalah elektrode redoks platinum tidak disarankan berupa asam hidroklorida terkonsentrasi karena dapat menghasilkan senyawa kompleks Pt-Cl.

Mengukur redoks berarti mengukur potensial reduksi larutan. Nilai mentah (pembacaan mV) adalah hasil akhir.

Jika elektrode redoks diverifikasi dengan pengukuran dalam larutan buffer 220 mV dan jika tidak dalam kisaran 220 ± 20 mV, sensor harus dibersihkan (dan tidak dikalibrasi).

Nilai yang diperkirakan untuk sensor Redoks adalah 220 ± 20 mV. Jika kondisi ini tidak dipenuhi, sebaiknya bersihkan cincin atau pin logam dengan tisu basah, bilas dengan air suling, lalu ukur kembali nilai mV pada buffer redoks 220 mV.

Cara lainnya untuk membersihkan penumpukan dari cincin logam adalah dengan membilasnya menggunakan HCI 0,1 mol/L. Selain itu pada kasus tertentu, disarankan untuk mengubah elektrolit referensi.

Probe pH tidak dapat digunakan untuk pengukuran redoks. Prinsip kerja sensor (pH dan Redoks) berbeda.

ORP adalah pengukuran potensial listrik reaksi redoks, dan jumlah oksidasi atau reduksi yang terjadi pada kondisi yang ada. Pengukuran ORP dapat dilakukan dengan mode milivolt pengukur pH. Elemen sensor yang digunakan biasanya adalah jenis logam platinum.

Nilai pH adalah pengukuran aktivitas ion (proton) hidrogen atau ion hidroksil pada larutan cair. Elemen sensor yang digunakan adalah membran kaca yang sensitif. Perbedaan jumlah antara zat asam dan zat basa dapat ditentukan dengan melakukan pengukuran nilai pH.

Karena itu, probe pH tidak dapat digunakan untuk pengukuran redoks. Hal ini dapat dijelaskan dengan contoh di bawah.

Standar redoks 220 mV memiliki pH 7. Jika Anda mengukur mode ORP (mode mV) dengan sensor cincin platinum, hasil pengukuran yang didapat akan sekitar 220 mV. Namun, jika Anda mengukur dengan elektrode pH, pengukur akan menampilkan angka sekitar 0 mV. Alasannya adalah kedua sensor yang berbeda ini sensitif terhadap jenis lain pada larutan: elektrode redoks ke ion logam, dan elektrode pH ke proton.

Pengukuran ini dilakukan saat seseorang ingin memperbaiki pembacaan untuk setiap offset, misalnya, untuk mengetahui potensial terhadap elektrode standar hidrogen, bukan referensi Ag/AgCl. Oleh karena itu, pengukuran mV relatif dilakukan dan harus memasukkan offset pada parameter pengukuran.

Salah satu aplikasi terbesar yang menggunakan ORP mencakup disinfeksi air. Pasokan air minum kota, misalnya, menggunakan pengoksidasi yang keras seperti klorin untuk membunuh bakteri dan mikroba lainnya serta mencegah pertumbuhannya dalam lini pasokan air.

Pengukuran ORP dapat ditemukan di berbagai aplikasi seperti disinfeksi, pembuatan minuman anggur, pelapisan listrik (electroplating), dan pertambangan. Reaksi redoks merupakan praktik umum dalam pengelolaan air limbah untuk reduksi atau oksidasi komponen sebelum pembuangan. Pengelolaan air limbah sianida adalah contoh umum reaksi oksidasi dalam aplikasi pemrosesan logam.

Kromat adalah zat kimia yang biasa digunakan dalam pelapisan listrik (electroplating) pada logam untuk mengubah sifat zat kimia. Senyawa ini bersifat racun dan harus dikeluarkan dari air limbah untuk membatasi penyebarannya di lingkungan. Reduksi kromat dari hexavalent chromium (kromium (VI)) ke trivalent chromium (kromium (III)) dikontrol oleh pH melalui pengkondisian asam dan dipantau dengan ORP.

Ada. Untuk aplikasi laboratorium yang menggunakan bejana panjang untuk pengukuran ORP, kami memiliki InLab Redox-L. Poros ekstra panjang memungkinkan pengukuran pada bejana, tong, atau reaktor pilot yang dalam. Untuk sampel dalam volume kecil, InLab Redox Micro adalah pilihan yang tepat. Diameter porosnya yang ramping memungkinkan pengukuran sampel dalam volume sangat kecil.