Logo 20

پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) چیست؟ + اهمیت آن

اگر شما هم پیش از خرید دستگاه‌های تصفیه آب نمی‌دانید که پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) چیست؟ باید بگوییم که پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) نشان دهنده این است که یک مایع تا چه اندازه اکسید یا احیا کننده است. به عنوان مثال، آب ممکن است نسبتا اکسید کننده (مانند آب هوادهی) ، شدیدا اکسید کننده (مانند آب کلردار یا محلول پراکسید هیدروژن) یا کاهش دهنده (مانند محیطی با میکروب های بی هوازی) باشد. به طور خلاصه، پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) معیاری برای تمیزی آب و توانایی آن در تجزیه آلاینده‌ها است. این اندازه گیری کاربردهای متفاوتی مانند بررسی بهداشت سالم آب آشامیدنی یا نظارت بر مایعات برای مناسب بودن فرآیندهای میکروبی بی هوازی دارد.

دستگاه تصفیه آب صنعتی
برای اطلاعات بیشتر در مورد دستگاه تصفیه آب صنعتی کلیک کنید
پاکاب

درباره پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP)

پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) چیست؟ در واقع عبارت است از میزان واکنش‌های اکسایش و کاهش که در یک محیط مایع صورت می‌گیرد. سنجش پتانسیل اکسیداسیون و احیا یک روش سریع و ساده بوده و پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) یک سیستم، به صورت Eh نوشته می‌شود.

یک ماده اکسید شده دارای Eh مثبت و یک ماده احیا شده Eh منفی دارد. انواع میکرو ارگانیسم‌‌ها نسبت به پتانسیل اکسیداسیون و احیا در محیط‌های کشت مختلف، حساسیت‌های متفاوتی را از خود بروز می‌دهند. این فاکتور به صورت توانایی یک ماده در گرفتن یا از دست دادن الکترون تعریف می‌شود. به طور کلی وقتی یک عنصر یا ترکیبات شیمیایی الکترون از دست می‌دهد؛ اصطلاحا گفته می‌شود که اکسید شده و برعکس عنصر یا ترکیباتی که الکترون دریافت کنند؛ احیا می‌شوند. بنابراین ماده‌ای که به آسانی الکترون از دست می‌دهد؛ یک احیا کننده خوب به حساب می‌آید و ماده‌ای که به راحتی الکترون می‌گیرد؛ به عنوان  یک اکسید کننده خوب محسوب می‌شود. زمانی که الکترون از یک جسم به جسم دیگر منتقل شده، بین آن دو ماده اختلاف پتانسیل ایجاد می‌شود که مقدار آن بر حسب میلی ‌ولت (mV) قابل اندازه‌گیری است.

به طور کلی هر چه ترکیبات شیمیایی بیش‌تر اکسید شوند؛ به همان نسبت نیز پتانسیل الکتریکی بالاتری خواهد داشت و بر عکس احیا شدن یک ماده سبب می‌گردد که پتانسیل الکتریکی آن به همان نسبت کاهش پیدا کند.

درباره پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP)

کاربردهای متداول پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) چیست؟

اما اکنون سوال اینجاست که پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) چیست؟ از آنجا که ORP یک ماده تحت تاثیر همه عوامل موجود در آن ماده قرار می گیرد. اندازه گیری ORP نسبت به خواندن PH  که به تنهایی فقط اسیدها (یون های هیدروژن) و بازها (یون های هیدروکسید) را تشخیص می‌دهد؛ بسیار اهمیت دارد. استخرهای بزرگ‌تر اغلب دارای حسگرهای ORP درون خطی می‌باشند. در حالی که استخرهای حیاط خلوت ممکن است نیاز به آزمایش با مانیتور ORP قابل حمل داشته باشند. هنگامی که کلر را به یک استخر اضافه می‌کنید؛ این ماده، الکترون اضافی خود را برای خنثی کردن یا اکسید کردن باکتری‌های بالقوه مضر از دست می‌دهد.

بنابراین الکترون‌های فعال، کلر سطح ORP آب را افزایش می‌دهند. در نتیجه آلاینده‌ها خنثی شده و با گذشت زمان و شکسته شدن کلر و از دست دادن پتانسیل اکسیداسیون خود، ORP به تدریج کاهش میابد. همچنین علاوه بر استفاده برای نظارت بر کیفیت آب در استخرهای کلردار،  پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) به طور گسترده در صنایع مواد غذایی و تصفیه آب صنعتی نیز استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که آب بدون آلاینده و برای مصرف ایمن  است.

کاربردهای ORP در دستگاه تصفیه آب صنعتی؟

یکی از کاربردهای پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) ، در دستگاه تصفیه آب صنعتی می‌باشد. دستگاه‌های آب شیرین‌کن صنعتی که با روش اسمز معکوس کار می کنند؛ امروزه به عنوان یکی از مقرون به صرفه‌ترین و بهترین روش‌های تصفیه آب برای استفاده‌های خانگی و صنعتی مانند تصفیه آب ورودی دیگ‌ها، تولید آب واحدهای فرآیندی و حتی تولید آب مقطر به شمار می‌روند.

توجه شود که دستگاه اولترا فیلتراسیون نیز یک دستگاه مشابه اسمز معکوس بوده و روش آن کاملا متفاوت با اسمز معکوس است که در دستگاه‌ آب شیرین کن صنعتی استفاده می‌شود. برای مشاهده قیمت دستگاه اسمز معکوس صنعتی و دستگاه اولترا فیلتراسیون نیز می‌توانید با کارشناسان ما گفتگو کنید.

دستگاه RO صنعتی یک دستگاه تصفیه آب است که از فرآیند اسمز معکوس برای حذف ناخالصی ها از آب استفاده می کند. دستگاه RO صنعتی در صنایع مختلف برای تولید آب خالص و عاری از مواد مضر استفاده می شود. دستگاه RO صنعتی با توجه به ظرفیت آنها طبقه بندی می شوند.

از آنجا که بسیاری از واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده در حوزه تصفیه آب و فاضلاب بر پایه واکنش‌های اکسایش و کاهش (ORP) بوده می‌توان با تعیین مقدار پتانسیل اکسایش و کاهش زمان اتمام واکنش‌ها، مقدار غلظت ماده اولیه و شرایط بهینه را برای آن به دست آورد. کاربردهای فراوانی در صنعت آب و فاضلاب وجود دارد که می‌توان به استفاده از آن برای کنترل واکنش‌های تخریب مانند کلر زدایی، کاهش غلظت کرومات، تولید سفیدکننده‌های هیپوکلریت و موارد متعدد دیگر اشاره کرد.

چرا اندازه گیری پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) برای آب مهم است؟

آزمایش  پتانسیل اکسایش و کاهش آب (ORP) چیست؟ این فرآیند نشان می‌دهد که چگونه آب بر اساس خواص اکسیداسیون و کاهش، ضدعفونی می‌شود. آب به منظور ایمن بودن برای مصرف مختلف، بازیافت یا تماس با پوست، با یک عامل ضدعفونی کننده تصفیه می شود. با پایش منظم سطوح ORP، می‌توان اثربخشی یک عامل ضدعفونی کننده را کنترل کرد و برنامه تصفیه آب خود را بر اساس آن تنظیم کرد. گاز اکسیژن در پذیرش الکترون از اتم‌های دیگر بسیار خوب است و در واقع رایج‌ترین نوع فرآیند اکسیداسیون است که در محیط رخ می دهد. بنابراین ممکن است فرض کنیم محیطی که حاوی گاز اکسیژن است؛ یک محیط اکسید کننده بوده و در چنین محیطی آهن به زنگ زدگی تبدیل می شود و تنفس هوازی رخ می‌دهد. همچنین می‌توان حدس زد که یک محیط کاهنده محیطی بدون گاز اکسیژن است.

چنین محیطی اغلب شامل گازهای محلول مانند متان، سولفید هیدروژن و هیدروژن است که محصولات فعالیت بی هوازی هستند. مواد شیمیایی که الکترون‌های سایر ترکیبات را می پذیرند؛ عوامل اکسید کننده و موادی که الکترون از خود جدا می‌کنند به عنوان عوامل کاهنده نامیده می‌شوند. درجه‌ای که یک سیال در حال اکسید شدن یا کاهش است که با ORP نشان داده می شود؛ به حضور و قدرت عوامل اکسید کننده و کاهنده مختلف بستگی دارد.

اندازه گیری ORP همچنین می‌تواند نشان دهنده در دسترس بودن الکترون ها در نظر گرفته شود. از آنجایی که عوامل کاهنده، الکترون‌ها را آزاد می‌کنند. محیط کاهنده محیطی است که الکترون‌ها در آن نسبتا در دسترس هستند. در مقابل نیز محیط اکسید کننده محیطی است که الکترون‌ها در آن محیط نسبتا در دسترس نیستند. رایج‌ترین واحد برای بیان ORP میلی ولت (mV) است و اکثر مترها می‌توانند مقادیری از -1000 mV تا +1000 mV را نیز شناسایی کنند. هر چه  مقدار منفی یا مثبت شدیدتر باشد؛ سیال کاهش یا اکسیداسیون بیش‌تری دارد.

چرا اندازه گیری پتانسیل اکسایش و کاهش (ORP) برای آب مهم است؟

سخن پایانی

امروزه به واسطه کاربردهای فراوان تصفیه آب و فاضلاب نیاز فراوانی به استفاده از تکنولوژی‌های روز در آن احساس می‌شود. بسیاری از روشه‌های تصفیه آب و فاضلاب با استفاده از این تکنولوژی‌ها قابلیت صنعتی شدن پیدا می‌کنند. در این مطلب به بررسی و کاربرد ORP سنج در تصفیه آب و فاضلاب پرداخته شده است. کاربرد پتانسیل اکسایش و کاهش برای اطمینان از اتمام واکنش سیانید یکی از حیاتی‌ترین کاربردهای دستگاه ORP می‌باشد. همچنین به کمک دستگاه ORP می‌توان یکی از مشکلات اصلی روش اکسیداسیون پیشرفته به روش فنتون که همان کاربرد صنعتی آن است را مرتفع نمود. با روش ORO می‌توان زمان اتمام واکنش و لذا مقدار غلظت ماده واکنش دهنده را مشخص نمود. همچنین در گندزدایی از آب می‌توان با بهره گیری از تکنولوژی ORP،  مقدار ماده گندزدا را مشخص نمود. استفاده از گندزدایی بیش‌تر به واسطه مشکلات جانبی از قبیل THM ها، هزینه مواد شیمیایی و همچنین مقدار کم آن‌ها منجر به پایین آمدن میزان بهره وری می‌شود که خود اهمیت پرداختن به موضوع را نشان می‌دهد.