ORP (Oxidation reduction potential) คือการวัดความสามารถของสารในการออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์สารอื่น
เราสามารถวัด ORP โดยอิเล็กโทรดของเครื่องวัดโดยสามารถแยกเป็นค่าบวกและค่าลบ ประโยชน์ในการใช้งานที่ดีที่สุดของ ORP ได้แก่การตรวจวัดความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อในน้ำ
- การอ่านค่า ORP ที่เป็นค่าบวกหมายความว่าสารนี้เป็นสารออกซิไดซ์
- การอ่านค่าลบแสดงว่าสารเป็นตัวรีดิวซ์
กล่าวโดยย่อ ORP เป็นตัวชี้วัดความสามารถของน้ำในการทำลายสิ่งปนเปื้อน การวัดนี้มีการใช้งานที่หลากหลาย เช่นการตรวจสอบการสุขาภิบาล น้ำดื่มที่ปลอดภัย หรือของเหลวตรวจสอบความเหมาะสมสำหรับกระบวนการจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน
พื้นฐานของออกซิเดชันและการรีดักชั่น
หากสารมีอิเลคตรอนไม่เพียงพอ สารนั้นจะพยายามอย่างแข็งขันเพื่อให้ได้มาโดยซึ่งอิเลคตรอนผ่านกระบวนการที่เรียกว่าออกซิเดชัน ซึ่งเป็นปฏิกิริยาเคมีที่สารตัวหนึ่งถูกออกซิไดซ์ (สูญเสียอิเล็กตรอนไปยังอีกสารหนึ่ง)
เนื่องจากสารที่มีค่า ORP เป็นบวกกำลังมองหาอิเล็กตรอน จึงถูกพิจารณาว่าเป็นตัวออกซิไดซ์ (ตัวดึงอิเลคตรอน)
ในทางกลับกันอิเล็กตรอนที่มีไอออนส่วนเกินสามารถเสียไอออนให้กับตัวออกซิไดซ์ได้โดยไม่ทำให้เกิดความไม่เสถียรในตัวเอง ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าสารต้านอนุมูลอิสระหรือสารรีดิวซ์ ทำให้เกิดค่า ORP ที่เป็นค่าลง
ความสำคัญของ ORP ต่อการทดสอบน้ำ
ORP เป็นส่วนสำคัญในการทดสอบน้ำ เนื่องจากค่านี้แสดงให้เห็นว่าน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อหรือปนเปื้อนนั้นมีคุณสมบัติการออกซิเดชั่นและการรีดิวซ์อย่างไร เพื่อความปลอดภัยในการบริโภค รีไซเคิล หรือสัมผัสกับผิวหนังของเรา
น้ำที่ได้รับการบำบัดด้วยสารฆ่าเชื้อเช่นคลอรีนจะเกิดออกซิเดชันที่สูงขึ้น ทำให้มีค่า ORP สูงขึ้น (เป็นบวกมากขึ้น) การตรวจสอบระดับ ORP เป็นประจำ ทำให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพของสารฆ่าเชื้อและปรับแผนการบำบัดน้ำของคุณให้เหมาะสม
การประยุกต์ใช้การวัด ORP
การใช้งานที่ดีที่สุดของ ORP คือตรวจวัดความเข้มข้นของการฆ่าเชื้อในน้ำ ตัวอย่างเช่นแหล่งน้ำดื่มในเขตเทศบาลใช้ตัวออกซิไดซ์อย่างแรงเช่นคลอรีนเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียและจุลินทรีย์อื่นๆ และเพื่อป้องกันการเติบโตในระบบส่งน้ำ
ค่า ORP ที่สูง (เป็นบวกมากขึ้น) มีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อที่สูงขึ้น ดังนั้น ORP จึงถูกใช้เพื่อตรวจสอบและควบคุมระดับสารฆ่าเชื้อในแหล่งน้ำ ในสระว่ายน้ำและสปา และสารนี้ยังใช้เพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของสาหร่าย
นอกจากนี้ ORP ยังใช้สำหรับการตรวจสอบและควบคุมปฏิกิริยาลดการเกิดออกซิเดชันจำนวนมากในกระบวนการทางอุตสาหกรรม ตัวอย่างเช่นในระบบอุตสาหกรรมอัตโนมัติ
ORP มักใช้เพื่อรักษาสารเคมีออกซิไดซ์ที่มากเกินไปเช่นคลอรีน ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และโอโซน หรือสารเคมีที่รีดักชั่นเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และโซเดียมซัลไฟต์
ในการบำบัดน้ำเสีย ORP ใช้เพื่อกำหนดประเภทของกระบวนการทางจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้น และเพื่อช่วยผู้ปฏิบัติงานจัดการระบบบำบัดน้ำเสียโดยส่งเสริมหรือป้องกันปฏิกิริยาบางอย่าง ตัวอย่างเช่น อาจมีการควบคุม ORP ในส่วนต่างๆ ของระบบเพื่อย่อยอินทรียวัตถุ กำจัดไนเตรตหรือฟอสฟอรัส และควบคุมกลิ่น
นอกจากนี้ยังสามารถใช้ ORP ร่วมกับเซ็นเซอร์ DO แบบเมมเบรนเพื่อระบุสภาวะที่การวัด DO อาจผิดพลาด ภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน เซ็นเซอร์ DO ชนิดเมมเบรนอาจให้ค่าที่อ่านผิดพลาดได้หากมีซัลไฟด์ หากการวัดค่า ORP บ่งชี้ถึงสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน
การวัดค่า ORP
เราใช้ ORP มิเตอร์ในการตรวจวัดค่า Oxidation reduction potential ซึ่งโพรบจะมีลักษณะที่คล้ายกับโพรบของเครื่องวัด pH Meter แต่จะวัดจำนวนอิเล็กตรอนที่สูญเสียไปต่อศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ของน้ำ ความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองแสดงถึงศักย์รีดอกซ์ของสารละลายที่กำลังวัด และสามารถอธิบายได้ด้วยสมการ Nernst
บทสรุป
ORP คือการวัดสภาวะออกซิไดซ์และรีดิวซ์ได้อย่างรวดเร็วและราคาเครื่องวัดนี้ก็มีราคาไม่แพงมาก ทำให้การวัดค่า ORP เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์การเฝ้าติดตามอย่างต่อเนื่อง
