ORP-meting
Net als de pH-sensor bestaat ook de ORP-sensor uit een meetelektrode in contact met de te meten oplossing en een referentie-elektrode in contact met een hooggeconcentreerde zoutoplossing. De meetelektrode is een inert edelmetaal (platina, soms goud). Op het oppervlak van de elektrode wordt bij blootstelling aan opgeloste zuurstof een dunne oxidelaag gevormd. Deze oxidelaag vergemakkelijkt de ORP-meting door gehydrolyseerde oxidant of moleculen van de reductor naar het oppervlak van de elektrode aan te trekken. Door de hoeveelheid uitgewisselde elektronen per oppervlakte-eenheid (verlies van elektronen aan een oxidant of overname van elektronen van een reductor) wordt een oppervlaktelading opgebouwd die gelijk is aan de ORP van de oplossing in mV.
Een ORP-meting is niet specifiek. Hij kan niet worden gebruikt om de activiteit van een bepaalde chemische stof of een chemische soort in een oplossing te bepalen. Om die reden is het niet mogelijk om ORP-metingen voor temperatuurveranderingen te corrigeren. De temperatuur beinvloedt elke individuele chemische stof anders. Daarom worden ORP-metingen nooit voor temperatuur gecompenseerd. Een positieve waarde betekent een oxiderende oplossing, en een negatieve waarde betekent een reducerende oplossing.
WAAROM IS DE KEUZE VAN DE SONDE BELANGRIJK?
pH- of ORP-metingen zijn toepassingen die slijtgevoelig zijn aan de procescondities waarin deze moet werken en afhankelijk van de toepassing kan de levensduur gaan van enkele dagen,weken of maanden tot jaren. Er zijn verschillende fenomenen die kunnen optreden in een pH-sonde en verklaren waarom deze slijtagegevoelig is.
Breken van het glas
Een eerste fenomeen is het breken van het glas van de meetelektrode. Dit kan optreden door de aanwezigheid van partikels of vuil in het medium, te hoge temperaturen of drukken of door chemische aantasting van het glas door agressieve chemicaliën. Sporen van waterstoffluoride(HF) kunnen bijvoorbeeld het glas van de meetelektrode aantasten.
Contaminatie van het elektrolyt
Een tweede fenomeen is contaminatie van de elektrolytoplossing in de referentie-kamer. Dit ontstaat door chemische reacties tussen het procesmedium en het elektrolyt. Vaak wordt een KCl-oplossing gebruikt in pH-/ORP-sondes. KCl kan reageren met de volgende metaalionen (Hg++, Cu+, ClO4–) en hierdoor gaat er neerslag ontstaan. Dit verhoogt de elektrische impedantie van de referentiebinding met het medium waardoor er een afwijking van de pH- of ORP-waarde zal optreden en de meting dus foutief zal zijn. Indien de concentratie aan Cl– daalt in de elektrolytoplossing kan dit er ook voor zorgen dat er een onoplosbare neerslag zoals AgCl–3 of AgCl–4 wordt gevormd in de Ag/AgCl referentie-elektrode. Dit zorgt weer voor een verhoogde impedantie en dus een foutieve meting.
Contaminatie van de referentie-elektrode
Een derde fenomeen is contaminatie van de zilver/zilver-chloride referentie-elektrode. Dit ontstaat door chemische reacties tussen het medium en de referentie-elektrode. Hierdoor kan neerslag ontstaan op de referentie-elektrode en dit verhoogt wederom de elektrische impedantie van de referentiebinding met het medium waardoor er een afwijking een trage reactie van de pH- of ORP-waarde zal optreden, en de meting foutief zal zijn. De zilver(Ag+)-ionen van de referentie-elektrode kunnen reageren met metaalionen zoals bromides (Br–), iodides(I–), cyanides (CN–) en sulfides (S2-).
De meeste biologische vloeistoffen bevatten bijvoorbeeld zwavelcomponenten. Bij contact met gelijksoortige vloeistoffen zorgt dit er ook voor dat de referentieverbinding zwart zal verkleuren door een zilverchloride neerslag die gevormd wordt op de referentieverbinding waardoor deze opening ook verstopt kan raken en de aantasting dus ook visueel zichtbaar is op de elektrode.
