氧化還原電位 (ORP) 感測器會測量溶液作為氧化劑或還原劑的能力。ORP 探針所取得的離子電位資訊,對許多工業應用扮演關鍵的角色,例如檢查飲用水的純度、監控廢水的厭氧活動,以及在烘培等食品製程中確保一致性。METTLER TOLEDO 製造廣泛一系列用於實驗室內外應用的優質 ORP 電極。帶有銀環、白金環或黃金環的 ORP 感測器,可在各種化學特性的介質中測量氧化還原電位。
無論將 ORP 感測器用於實驗室或嚴苛的戶外或生產環境,METTLER TOLEDO 皆提供適當的電極選擇。因此您能找到一款適當結合參考系統、接面、金屬和形體的感測器,從基本日常監控到十分專業的工作流程,協助在任何應用中發揮準確度。
METTLER TOLEDO ORP 感測器不僅能確保高效能,由於正確搭配材質與技術,只要為每個實驗室或現場應用使用正確的感測器,將能提高耐用性及延長使用壽命。我們的管柱材質保證即使在惡劣或接近生產的環境下,實驗室 ORP 感測器依然穩固耐用。
許多不同長度的實驗室 ORP 電極,能讓您輕鬆對任何尺寸的樣品,進行十分準確的氧化還原測量。
惰性白金環型氧化還原感測器能涵蓋多數的應用,ARGENTHAL™ 參考系統則提供穩定參考電位及零污染的接面。
此實驗室 ORP/氧化還原感測器帶有銀色感測環,可在銀量應用中提供準確性。
此 ORP/氧化還原感測器帶有黃金感測環,最適合用於高度氧化的樣品。
METTLER TOLEDO 提供完整的電化學系統,從主機和感測器到校準液和軟體,一應俱全。透過順暢的測量、資料傳輸和自動化功能,打造輕鬆易用的系統。
從安裝、預防性維護、校正到設備維修,我們在測量設備的整個生命週期內都會提供支援與檢修服務。
氧化還原電位 (ORP) 感測器用於監控化學反應、量化離子活動,或是測定溶液的氧化特性或還原特性。ORP 是氧化還原反應電位的測量值,測定現有條件下所發生的氧化或還原量。METTLER TOLEDO 為實驗室內外應用提供可靠的 ORP 感測器。
ORP 測量設置由 ORP 電極和參考電極組成,與酸鹼值測量的方式非常相同。
ORP 測量原理係使用惰性金屬電極 (白金,有時是黃金或銀),由於電阻低,此電極會對氧化劑釋出電子,或接受還原劑的電子。ORP 電極會繼續接受或釋出電子,直到形成電位為止,因為會蓄積電荷 (與溶液的氧化還原電位相同)。
ORP 電極根據 Nernst 半電池電位方程式來測量氧化還原電位:
E = Eo + (2.3RT / nF) x (log [aOx] / [aRed])
其中:
為了防止銀從銀線剝離,因而發明了 ARGENTHAL™ 參考元素,這種參考元素經過改進。ARGENTHAL™ 參考元素由一個裝有氯化銀顆粒的小閘盒組成,可為引出線提供化學反應所需的銀離子。閘盒含有足夠的氯化銀,可在電極使用壽命期限內持續使用。
使用後,以蒸餾水妥善沖洗電極,然後關閉 SafeLock™。ORP 電極應該存放於潤濕蓋中,而且此蓋應充滿參考電解質 (通常是 3 mol/L 氯化鉀) 或 InLab 儲存溶液。半電池存放時保持乾燥。電極應直立存放並置於室溫下。
查看使用者手冊,瞭解 ORP 感測器存放的必要資訊。
有幾種因素會導致 ORP 感測器隔膜阻塞。尤其,以陶瓷或其他多孔材料製成的接面很容易阻塞。以下列出了最常見的理由以及各自的清潔程序:
硫化銀 (Ag2S) 阻塞:如果參考電解質含有銀離子且測量的樣品含有硫化物,接面會被硫化銀沈澱物污染。要針對此接面污染進行清潔,請在 0.1 mol/L 氯化氫溶液中使用 8% 硫脲,利用此溶液清潔 5 到 60 分鐘 (METTLER TOLEDO 提供硫脲清潔劑)。
氯化銀 (AgCl) 阻塞:參考電解質的銀離子也會與含有氯離子的樣品產生反應,導致氯化銀沈澱。將電極浸泡在濃縮氨溶液 (35% NH3 aq.) 裡,即可除去此沈澱物。
蛋白質阻塞:當接面被蛋白質污染,清潔的方式通常是將感測器浸泡在胃蛋白酶/HCl (0.1 mol/L 氯化氫中 5 % 胃蛋白酶) 溶液中數小時 (METTLER TOLEDO 提供胃蛋白酶-氯化氫清潔劑)。
其他接面阻塞:如果接面被其他污染物阻塞,請試著在超音波清洗槽內清潔氧化還原電位 (ORP) 感測器,當中請用水或 0.1 mol/L 氯化氫溶液來清潔。
含有白金環的實驗室氧化還原電極是「標準」的 ORP 感測器。我們有不同幾何形狀和接面的感測器 (例如 InLab Redox Micro、InLab Redox Pro)。只有在樣品中的任何物和白金產生化學反應時,才會使用氧化還原電極,這個抗腐蝕金屬環的用意是希望不要涉入任何化學反應中。有一個情況不建議使用白金氧化還原電極,就是濃鹽酸,因為可能會產生 Pt-Cl 複合物。
測量氧化還原即代表測量該溶液的還原電位。原始值 (mV 讀數) 係最終結果。
若在 220mV 緩衝液中測量以驗證氧化還原電極,而且不在 220 ±20 mV 範圍內,則必須清潔感測器 (且絕不可校準)。
氧化還原感測器的預期值為 220 ± 20 mV。若不符合此條件,建議使用濕紙巾清潔金屬環或引腳,再以蒸餾水沖洗,然後在氧化還原緩衝器 220 mV 中重新測量 mV 值。
要清潔和去除金屬環的沉積物,另一種方法是使用 0.1 mol/L 氯化氫來保養金屬環。某些情況下,還建議更換參考電解質。
酸鹼值探針不能用於測量氧化還原。感測器 (酸鹼值和氧化還原) 的工作原理不同。
ORP 是氧化還原反應電位的測量值,以及測量現有條件下所發生的氧化或還原量。ORP 測量可使用酸鹼值主機的毫伏模式來進行。其感測元件是金屬,通常是白金。
酸鹼值是指水溶液中氫離子 (質子) 或氫氧離子的活動測量值。其感測元件是玻璃靈敏薄膜。酸性與鹼性物質的定量差異,可進行酸鹼值測量來判定。
因此,酸鹼值探針不能用於測量氧化還原。下面是很好的說明範例。
我們氧化還原標準液 220 mV 的酸鹼值為 pH 7。若您使用白金環感測器測量 ORP 模式 (mV 模式),大約是 220 mV。但若以酸鹼值電極來測量,主機會顯示約 0 mV。原因是兩個不同的感測器對溶液中的不同物種敏感,氧化還原電極對金屬離子敏感,酸鹼值電極對質子敏感。
有人可能希望針對任何偏移來修正讀數,例如藉此根據氫氣標準電極來得知電位 (而非根據 Ag/AgCl 參考電極)。因此會執行相對 mV 測量,而且必須在測量參數中手動輸入偏移量。
ORP 最常見的應用包括水質消毒。例如,市政飲用水供應系統使用氯等強氧化劑消滅細菌及其他微生物,以及防止這些菌類在供水管線中孳生。
許多應用都執行 ORP 測量,例如消毒、釀酒、電鍍和採礦。工業廢水處理應用常固定利用氧化還原反應,在排放前進行成分的還原或氧化。氰化物廢水處理是金屬處理應用中氧化反應的常見例子。
鉻酸鹽是金屬電鍍常用的化學物質,用以改變化學特性。此化合物有毒,需從廢水中去除以限制環境釋放量。六價鉻到三價鉻的鉻酸鹽還原,在酸性條件下控制酸鹼值,並連同 ORP 一同監控。
是的,對於需使用長型容器進行 ORP 測量的實驗室應用,我們有 InLab Redox-L。超長管柱讓您可以對深容器、桶槽或試驗性反應器進行測量。對於少量的樣品,InLab Redox Micro 則是首選。微小的管柱直徑能夠測量非常小的樣品容量。