Oxidation reduction potential (ORP) โออาร์พีหรือที่เรียกว่า REDOX เป็นการวัดที่สะท้อนความสามารถของโมเลกุลในการออกซิไดซ์หรือลดโมเลกุลอื่น:
- ออกซิเดชันคือการสูญเสียอิเล็กตรอน ดังนั้นตัวออกซิไดซ์จึงรับอิเล็กตรอนจากโมเลกุลอื่น
- การรีดิวซ์คือการได้รับอิเล็กตรอน ดังนั้นรีดิวเซอร์จึงบริจาคอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลอื่น
โออาร์พีถูกวัดเป็นแรงดันไฟฟ้าเดียวในหน่วยมิลลิโวลต์ (mV) ตัวออกซิไดเซอร์มีค่า ORP เป็นบวก ในขณะที่รีดิวเซอร์มีค่า ORP เป็นลบ
ทำไมจึงต้องมีการวัด ORP
การวัดค่า ORP เป็นวิธีการประหยัดต้นทุนที่ใช้ในการตรวจสอบกระบวนการต่างๆ การใช้งานทั่วไปรวมถึงการฆ่าเชื้อโดยใช้คลอรีน โอโซน และโบรมีน ทั้งหมดเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้นจึงใช้ ORP เป็นตัวบ่งชี้ถึงกิจกรรมการฆ่าเชื้อ
ในการบำบัดน้ำเสีย ORP ใช้เพื่อกำหนดประเภทของกระบวนการทางจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้น และเพื่อช่วยผู้ปฏิบัติงานจัดการระบบบำบัดน้ำเสียโดยส่งเสริมหรือป้องกันปฏิกิริยาบางอย่าง ตัวอย่างเช่นอาจมีการควบคุม ORP ในส่วนต่างๆ ของระบบเพื่อย่อยอินทรียวัตถุ กำจัดไนเตรตหรือฟอสฟอรัส และควบคุมกลิ่น
เนื่องจากค่า ORP ต่ำบ่งบอกถึงสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน ORP จึงสามารถใช้ตรวจจับกิจกรรมของจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนในสิ่งแวดล้อมได้ เช่น ในคอลัมน์น้ำหรือในตะกอน นอกจากนี้ยังสามารถใช้ ORP เพื่อระบุความอิ่มตัวของดิน ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับการทำแผนที่พื้นที่ชุ่มน้ำ
ในการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ด้วยการวัดค่าโออาร์พีและใช้สมการ Nernst ในทางทฤษฎีจึงเป็นไปได้ที่จะระบุความเข้มข้นของสารตั้งต้นรีดอกซ์และผลิตภัณฑ์ในสารละลาย น่าเสียดายที่การดำเนินการนี้ค่อนข้างยาก เนื่องจากการวัดค่า ORP นั้นไม่เฉพาะเจาะจง
นอกจากนี้ ORP ยังได้รับอิทธิพลอย่างมากจากค่า pH ด้วยเหตุนี้ การวัดค่า ORP จึงไม่มีประโยชน์ในการเปรียบเทียบแหล่งน้ำสองแหล่งที่แตกต่างกัน แต่ควรใช้ ORP เพื่อเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงในโซลูชันเดียวในช่วงเวลาหนึ่งแทน การเปลี่ยนแปลงอาจบ่งบอกถึงสิ่งต่อไปนี้:
- มลพิษที่เพิ่มขึ้นเช่นโลหะหนัก
- กิจกรรมของแบคทีเรีย (การหมัก ไนตริฟิเคชัน ฯลฯ)
- ปฏิกิริยารีดอกซ์เสร็จสมบูรณ์ (การลดไซยาไนด์หรือโครเมต)
การวัดค่า ORP
วัด ORP โดยใช้เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมีที่เรียกว่าเซ็นเซอร์ ORP หรือ REDOX ซึ่งคล้ายกับเซ็นเซอร์ pH meter แต่เซ็นเซอร์ ORP ชนิดทั่วไปที่สุดคือเซ็นเซอร์แบบผสมผสานที่มีอิเล็กโทรดวัดค่าและอิเล็กโทรดอ้างอิง เซลล์การวัด ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นโลหะมีตระกูล เช่น แพลตตินั่มหรือทองคำ จะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงศักย์ REDOX ในขณะที่ค่าอ้างอิงให้สัญญาณการเปรียบเทียบที่เสถียร
