一文讀懂 ORP：什么是氧化還原電位？

ORP 是英文Oxidation-Reduction Potential的縮寫，即氧化還原電位，是衡量水溶液氧化還原能力的指標，單位為毫伏（mv）。它通過 ORP 復合電極與 mv 計配合測量，反映溶液中氧化態與還原態物質之間電子轉移的趨勢。

一、ORP 的基本原理

1. 測量裝置
   ORP 測量由ORP 復合電極和 mv 計組成。

• 敏感電極：通常由鉑（Pt）或金（Au）等惰性金屬制成，可在表面發生電子吸收或釋放，不參與化學反應。

• 參比電極：與 pH 電極相同，采用銀 / 氯化銀（Ag/AgCl）電極。

2. 測量機制
   當 ORP 電極插入溶液時，鉑 / 金電極表面與溶液間形成 “亥姆霍茲雙電層"（類似電容），其電位差由溶液中氧化態（Ox）與還原態（Red）物質的濃度比（Log COX/CRED）及離子電位差總和決定。電極表面可能形成極薄氧化層，可能導致測量延遲，尤其在低濃度溶液中更明顯。

二、ORP 的特點與局限性

• 混合電位特性：自然水體中存在多種變價離子和有機物，ORP 反映的是混合系統的綜合電位，定量準確性較低，更多用于定性描述溶液的氧化 / 還原狀態（如衛生程度）。

• pH 與溫度影響：溶液 pH 值會影響 ORP 值，但 ORP 計通常無溫度補償功能，因溫度系數為變量，難以修正。

三、適用范圍

1. 工業污水處理
   用于監控氧化還原反應過程，如：

• 鉻酸還原（六價鉻→三價鉻，需添加二硫化鈉、二氧化硫）；

       -CN氧化（需添加氯或次氯酸鈉，后續水解為氰酸鹽）。

2. 水的消毒與監測
   可衡量游泳池水、礦泉水、自來水的消毒效果。例如：

• 池水或礦泉水中 ORP 值≥650mv 時，含菌量通常符合安全標準。

四、電極的安裝與維護

1. 使用要求

• 可搭配任何 pH/mv 測定計，無需標定；

• 懷疑電極或儀器故障時，可用 ORP 標準溶液檢查（正常電位應在 200-275mv 之間）。

2. 清洗與活化
   電極表面需保持光潔，污染會影響測量準確性，具體處理方法：

• 無機物污染：浸入 0.1mol/L  HCL 30 分鐘→純水清洗→浸入 3.5mol/L KCL溶液 6 小時；

• 有機油污污染：洗滌劑清洗→純水清洗→浸入 3.5mol/L KCL溶液 6 小時；

• 嚴重氧化膜（鉑金表面）：牙膏拋光→純水清洗→浸入 3.5mol/L  KCL溶液 6 小時。

ORP 作為溶液氧化還原能力的綜合性指標，在水處理、環保等領域具有重要的實用價值，但其測量結果需結合具體場景解讀，不能單純作為定量分析的依據。