Gerçek hayat uygulamalarında kolay ORP değeri ölçümleri

Redoks potansiyeli olarak da bilinen yükseltgenme-indirgenme gerilimi (ORP), lavabonun musluğunu açmak gibi günlük rutinlerimizin çoğunu etkilemektedir. ORP (milivolt, mV cinsinden ifade edilir), bir kimyasal türün bir elektrottan elektron alma (veya elektron kaybetme) ve dolayısıyla sırasıyla indirgenme veya yükseltgenme eğiliminin bir ölçüsüdür [1]. Bu parametre, çeşitli numune matrislerindeki kimyasal türlerin durumlarını tahmin etmek, su kalitesini izlemek, fermantasyon süreçlerini kontrol etmek ve düzenleme limitlerinin izin verdiğinden daha yüksek madde konsantrasyonlarının salınmasını önlemede atık su arıtımını optimize etmek için kullanılabilmektedir. ORP değerlerinin ölçümü, prosesi kolaylaştırmak için halihazırda mevcut enstrümantasyonun iyileştirilmesini gerektiren birçok endüstriyel sektörde devam eden bir işlemdir.

Su klorlama alanında ORP'nin önemi

1854'te Londra'da sadece yarım kilometre çapındaki bir bölgede kolera salgını sonucu bir ay içinde 600'den fazla insan öldüğünde bir halk sağlığı acil durumu ortaya çıkmıştır. İngiliz bir doktor olan John Snow, yerel sakinlerle konuşmuş ve bölgedeki kolera oluşumlarını gösteren bir harita oluşturarak salgının kaynağını, dışkıyla kirlenmiş bir kuyudan içme suyu sağlayan umumi bir su pompası olarak tanımlamıştır. Pompanın kolu çıkarılarak kirlenen kuyunun daha fazla kullanılması engellenmiş ve salgın durdurulmuştur. John Snow, araştırmaları nedeniyle modern epidemiyolojinin kurucularından biri haline gelmiş ve bunun sonucunda insani tüketim için su arıtmanın önemi artmaya başlamıştır.

ORP sensörleri ile ölçüm kavramı

ORP, bir maddenin başka bir maddeyi yükseltgeme veya indirgeme yeteneğini ölçmektedir. Örnek olarak, bir oksidan başka bir maddeden elektron çalmayı tercih ederek kendini daha negatif yüklü hale getirmekte ve diğer maddeyi pozitif olarak yüklemektedir. Bu eylem, iki madde arasında saptanabilir bir gerilim oluşturmaktadır.

Pratik anlamda ORP, yükseltgenme-indirgenme reaksiyonları sırasında geçiş halindeki elektronların doğrudan ölçümüdür. Bu nedenle ORP, bir çözeltinin elektron transferi (yükseltgenme veya indirgenme) kapasitesini değerlendirmekte ve milivolt (mV) cinsinden ölçülmektedir. Bu, oksidatif koşullarda, çözeltiye daldırılan çalışma elektrotunun elektronlarını kaybederek pozitif bir gerilim oluşturduğu anlamına gelmektedir. Aksine, indirgeyici bir ortamda, elektronlar çözeltiden çalışan elektrota akarak negatif bir gerilim üretmektedir. Bir indirgeyici bir elektron kaybederken, yükseltgen bir elektronu kabul edebilir. Dolayısıyla, güçlü indirgeyicilerin daha negatif bir ORP değerine neden olduğu, daha güçlü oksidanların ise daha pozitif bir ORP değerine yol açtığı söylenebilir. Bu kavram aşağıda gösterilmiştir.

Bir ORP sensörünün amacı, üretilen bu küçük gerilim farklarını ölçmektir. Bu, bir çalışma elektrodu (devrenin pozitif kutbu, genellikle inert bir malzemeden, örneğin platin veya altından yapılır) ve çözeltiye daldırılmış bir referans elektrottan (negatif kutup) oluşan bir devre aracılığıyla mümkün olmaktadır. Oluşturulan milivolt geriliminin miktarı, test edilen çözeltideki oksidanların ve indirgeyicilerin konsantrasyonuna bağlıdır.

Uygulama örnekleri – gerçek hayat durumlarında ORP izleme

İçme suyu kalitesi ve halk sağlığı üzerindeki etkileri ile ilgili bu makalenin başında verdiğimiz örnek, ORP değerlerinin kontrolünün gerekli olduğu günlük hayatımızı etkileyen sayısız süreçten sadece bir tanesidir. Bunların bir kısmı aşağıda yer almakta ve ardından birçok endüstriyel süreç için ORP kontrol aralıklarını gösteren bir grafik sunulmaktadır.

Bu avantajlar, Metrohm DropSens ORP kitini kullanırken fazlasıyla netleşmektedir. ORP kiti, yükseltgenme-indrigenme gerilimini ölçmek için eksiksiz, hepsi bir arada bir çözümdür. Bu kit, bir ORP analizine devam etmek için gerekli tüm bileşenleri içermektedir: ORPSTAT (ana cihaz), ORPSEN (tek kullanımlık sensörler) ve ORPSTD (redoks standart çözeltisi).

Özet

Minyatür bir potansiyostatla çalışmak, sahada daha kolay ORP ölçümlerine olanak tanırken, tek kullanımlık baskı devre elektrotların kullanılması, sağlıksız koşullarda veya geleneksel elektrotların veya diğer sistemlerin yeterince parlatılamadığı veya temizlenemediği durumlarda bu tür ölçümlere izin vermektedir. Metrohm DropSens güvenilir, kullanımı kolay ve tekrarlanabilir ORP ölçümü için eksiksiz bir kit sunmaktadır: ORP kiti.

Baskı devre teknolojisi, kullanıcılara çevresel testler, tarım-gıda, biyoteknoloji ve endüstriyel süreçlerin kalite kontrolü gibi alanlarda çalışma olanağı vermektedir. Ek olarak, bu teknoloji, numunelerin pahalı, kıt veya tehlikeli olabileceği ve yalnızca çok küçük bir numune hacminin gerekli olduğu biyomedikal araştırma çalışmaları için de mükemmeldir. Ayrıca bu sensörler, herhangi bir bakım veya temizlik işlemi gerektirmediğinden, tahlil tamamlandıktan sonra atılabilmeleri her türlü araştırmada kullanımlarını kolaylaştırmaktadır.

Bilgi birikiminiz

Kit for ORP measurements

Flyer: ORP Kit