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  • 恒奥德解析氧化还原电位的实际应用测定方式

    中国教育装备采购网2017-09-11 10:37围观89次我要分享我要投稿

      恒奥德为您一文解析氧化还原电位的实际应用测定方式

      氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则说明溶液显示出还原性。

      基础解释

      氧化还原电位 oxidation-reduction potential,redox potential 不论反应形式如何,所谓氧化即失去电子,所谓还原即得到电子,一定伴有电子的授受过程。当将白金电极插入可逆的氧化还原系统AH2 A 2e 2H 中,就会将电子给与电极,并成为与该系的还原能力大小相应电位的半电池。将它与标准氢电极组合所测得的电位即为该系的氧化还原电位。氧化还原电位值Eh是由氧化型 H2 还原型的自由能(或平衡常数),pH,氧化型与还原型量的比[ox]/[red]等因子所决定,并得出下式:

      (R是气体常数, T是绝对温度,F是法拉第常数,n是与系的氧化还原有关的电子数)。E′是氧化型和还原型等量时的Eh。在pH为F时称为标准电位是表示该系所特有的氧化还原能力的指标。将Eh对应还原率做成曲线图,则得以E0为对称点的S型曲线。Eh高的系能将Eh低的系氧化,当两者的Eh相等时则达到平衡。但是,这只是在热力学上所出现的现象。

      所谓的氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则说明溶液显示出还原性。

      实际应用

      实际上,特别是对大多数生物学上的系统来说,如不加酶和电子传递体,就不会发生可认出的反应。氧化还原电位除能直接对电位测定外,尚可根据平衡常数的计算,使用氧化还原指示剂求得。一般生物体内的电子传递是从氧化还原电位低的方向朝高的方向,例如,有以NAD→黄素酶→细胞色素C系→O2这样的方式进行的倾向,但也有因酶的特异性及其抑制而不按这种方式进行的,由于反应成分的浓度,也有可能标准电位低的系统将高的系统氧化的情况。在生物体的氧化还原系统中,多酚类和细胞色素C、a等是在 200-300mV附近,细胞色素b和黄素酶在 0--100mV,在-330mV位置的是NAD,在-420mV位置的是铁氧化还原蛋白。在活细胞中,好氧性的细胞电位高,厌氧性的电位低,酶的活性和细胞同化能力以及微生物的生长发育等也有受氧化还原电位影响的情况。

      电位测定

      测定意义

      对于一个水体来说,往往存在多种氧化还原电对,构成复杂的氧化还原体系。而其氧化还原电位是多种氧化物质与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。这一指标虽然不能作为某种氧化物质与还原物质浓度的指标,但有助于了解水体的电化学特征,分析水体的性质,是一项综合性指标。

      测定方法

      以铂电极作指示电极,饱和甘汞电极作参比电极,与水样组成原电池。用电子毫伏计或通用pH计测定铂电极相对于饱和甘汞电极的氧化还原电位,然后再换算组成相对于标准氢电极的氧化还原电位作为报告结果。

      计算式: Ψn = Ψind + Ψref

      式中: Ψn --被测水样的氧化还原电位,mV;

      Ψind --实测水样的氧化还原电位,mV;

      Ψref --测定温度下饱和甘汞电极的电极电位,mV,可从物理化学手册中查到。

      注意事项

      水体的氧化还原电位必须在现场测定。

      ​

      氧化还原电位受溶液温度、pH及化学反应可逆性等因素影响。

      ORP测定

      ORP测定时要不要ORP标准溶液进行校正?

      ORP计使用时无需标定,直接使用即可。只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电极电位,以判断ORP电极或仪器的好坏。严格要求时,新的铂电极都要用ORP标准溶液检查电极电位。

      测量电极

      1.氧化还原电极可以使用于任何pH/mv测定计上。

      2.ORP计使用时无需标定,直接使用即可,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。氧化还原电极使用说明书氧化还原电极使用说明书氧化还原电极使用说明书

      3.ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mv)。可用以下方法清洗活化。

      (1)对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。

      (2)对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后用。

      (3)铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。

      测定意义

      过滤系统,除去反硝化,实际都是一种氧化性的生化过滤装置。对于有机物来说,微生物通过氧化作用断开较长的碳链(或者打开各种碳环),再经过复杂的生化过程最终将各种不同形式的有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应的碳键上断开,形成相应的无机物。对于无机物来说,微生物通过氧化作用将低价态的无机物质氧化为高价态物质。这就是氧化性生化过滤的实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解的物质,而不关心那些被微生物吸收、同化的物质)。可以看到,在生化过滤的同时,水中物质不断被氧化。生化氧化的过程伴随着氧化产物的不断生成,于是在宏观上来看,氧化还原电位是不断被提高的。因此,从这个角度上看,氧化还原电位越高,显示出水中的污染物质被过滤得越彻底。

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