Oxidation reduction potential (ORP) คือการวัดแนวโน้มของชนิดของอะตอมที่จะได้รับอิเล็กตรอนหรือให้อิเล็กตรอน ซึ่งหมายถึงวัดความสามารถของทะเลสาบหรือแม่น้ำ ในการทำความสะอาดหรือทำลายของเสียเช่น สิ่งปนเปื้อน พืชและสัตว์ที่ตายแล้ว
เมื่อค่า ORP สูง แสดงว่ามีออกซิเจนอยู่ในน้ำเป็นจำนวนมาก ซึ่งหมายความว่าแบคทีเรียที่ทำหน้าที่ย่อยสลายเนื้อเยื่อที่ตายแล้วและสิ่งปนเปื้อนสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยทั่วไป ยิ่งค่า ORP สูงเท่าไร ทะเลสาบหรือแม่น้ำก็จะยิ่งมีสุขภาพที่ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม แม้แต่ในทะเลสาบและแม่น้ำที่มีสุขภาพดี ก็ยังมีออกซิเจนน้อยลง เมื่อคุณเข้าใกล้พื้นก้นบ่อ
ความสามารถในการเกิดออกซิเดชันและรีดักซ์ชั่น (ORP) หรือที่เรียกว่า REDOX เป็นการวัดที่สะท้อนความสามารถของโมเลกุลในการออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์โมเลกุลอื่น:
- ออกซิเดชันคือการสูญเสียอิเล็กตรอน ดังนั้นตัวออกซิไดซ์จึงรับอิเล็กตรอนจากโมเลกุลอื่น
- การรีดักชั่นคือการได้รับอิเล็กตรอน ดังนั้นรีดิวเซอร์จึงบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลอื่น
ORP ถูกวัดเป็นแรงดันไฟฟ้าเดียวในหน่วยมิลลิโวลต์ (mV) ตัวออกซิไดเซอร์มีค่า ORP เป็นบวก ในขณะที่รีดิวเซอร์มีค่า ORP เป็นลบ
ประโยชน์ของการวัด ORP
การวัดค่า ORP เป็นวิธีที่ประหยัดต้นทุนซึ่งใช้ในการเฝ้าติดตามกระบวนการต่างๆ การใช้งานทั่วไปรวมถึงการฆ่าเชื้อโดยใช้คลอรีน โอโซน และโบรมีน สารเหล่านี้ทั้งหมดเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้นจึงใช้ ORP เป็นตัวบ่งชี้ถึงกิจกรรมการฆ่าเชื้อ นอกจากนี้ ORP ยังใช้ในกระบวนการเพื่อตรวจสอบการทำลายโครเมตหรือไซยาไนด์ เช่นเดียวกับในการผลิตสารฟอกขาวและเครื่องขัดแบบเปียก
การวัด ORP
ORP วัดโดยใช้เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ ORP หรือ REDOX เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์วัดค่า pH เซ็นเซอร์ ORP ชนิดทั่วไปที่สุดคือเซ็นเซอร์แบบผสมผสานที่มีอิเล็กโทรดวัดค่าและอิเล็กโทรดอ้างอิง เซลล์การวัด ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นโลหะเช่นแพลตตินั่มหรือทองคำ จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้า REDOX ในขณะที่ค่าอ้างอิงจะให้สัญญาณการเปรียบเทียบที่เสถียร
เฉกเช่นเดียวกับการวัดค่า pH การวัด ORP ไม่ใช่ตัวบ่งชี้ความเข้มข้นโดยตรง แต่เป็นตัวบ่งชี้กิจกรรม อย่างไรก็ตาม ในสารละลายที่มีสารออกฤทธิ์ชนิดเดียว เช่น น้ำในสระที่มีคลอรีน ORP มีความสัมพันธ์กับความเข้มข้น
การประยุกต์ใช้ ORP:
การฆ่าเชื้อในน้ำเป็นหนึ่งในการใช้งานที่สำคัญที่สุดของ ORP เพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ และป้องกันการเติบโตในสายส่งน้ำ เช่นใช้ตัวออกซิไดเซอร์ที่แรงได้แก่คลอรีน เนื่องจากค่า ORP ที่สูงขึ้นสัมพันธ์กับความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อที่สูงขึ้น ORP จึงถูกใช้เพื่อตรวจสอบและควบคุมระดับสารฆ่าเชื้อในแหล่งน้ำ
ยาฆ่าเชื้อใช้ในสระว่ายน้ำและสปาเพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่สามารถแพร่โรคได้ สารฆ่าเชื้อยังใช้เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของสาหร่ายในสระว่ายน้ำกลางแจ้งและหอทำความเย็น
นอกจากนี้ยังสามารถใช้ ORP ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมเพื่อตรวจสอบและควบคุมปฏิกิริยาการลดออกซิเดชันจำนวนมาก ORP ใช้ในการบำบัดน้ำเสียเพื่อกำหนดประเภทของกระบวนการทางจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นและเพื่อช่วยผู้ปฏิบัติงานในการจัดการระบบบำบัดด้วยการส่งเสริมหรือยับยั้งปฏิกิริยาเฉพาะ
การวัดค่า ORP สามารถมองได้ว่าเป็นการขยายขนาดออกซิเจนละลายน้ำ (DO) ในส่วนอื่นๆ การใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม เครื่องวัด DO สามารถตรวจจับสภาวะแอโรบิกได้หลากหลาย แต่ไม่สามารถตรวจจับได้ว่าสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจนลดลงเพียงใด
ในทางตรงกันข้าม มาตราส่วน ORP จะครอบคลุมเงื่อนไขการลดขนาดต่างๆ ด้วยเหตุนี้ ORP สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับเคมีของสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจน เช่น ประเภทของกระบวนการของจุลินทรีย์ในตะกอนหรือปฏิกิริยาของสารก่อมลพิษในชั้นหินอุ้มน้ำที่ปนเปื้อน นอกจากนี้ ORP ยังใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์ DO แบบเมมเบรนเพื่อระบุสภาวะที่อาจตรวจวัด DO ไม่ถูกต้อง.
