Note: Zoals gebruikelijk is dit een artikel dat een complex onderwerp probeert te vereenvoudigen. Aan alle chemici die dit lezen: als iets wat we zeggen moet worden verduidelijkt of gecorrigeerd, reageer dan hieronder of neem direct contact met ons op! Wij streven ernaar alleen de meest nauwkeurige informatie te publiceren. Onthoud wel dat dit artikel in lekentaal is geschreven. Veel plezier ermee!
Heeft men u ooit gevraagd “wat is ORP?” De meesten van ons weten wel wat het betekent, maar niet precies wat het is, of waarom het belangrijk is. Oxidatie Reductie Potentiaal (ORP) is een maat voor de effectiviteit van ontsmettingsmiddelen in water. ORP is een elektronische meting – in millivolts (mV) – van het vermogen van een chemische stof om een andere chemische stof te oxideren of te reduceren. Zowel oxidatie als reductie zijn chemische processen waarbij elektronen tussen moleculen worden overgedragen (een elektron wordt gewonnen of verloren). ORP meet dus de mogelijkheid dat dergelijke reacties in uw water optreden. Vertaald naar de zwembadwereld geldt: hoe hoger het oxidatiepotentieel, hoe efficiënter uw ontsmettingsmiddel. Een efficiënter ontsmettingsmiddel betekent veiliger, schoner water.
De ORP wordt gemeten met een sonde in een klein monster van het stromende water, meestal naast uw chemische regelaar. Een ORP-sensor bestaat uit een ORP-elektrode en een referentie-elektrode. In principe wordt tussen beide een signaal uitgezonden dat het oxidatie- en reductiepotentieel bepaalt. De snelheid van de elektronenoverdracht wordt gemeten in mV en afgelezen als ORP. Hoe hoger, hoe beter, en de meeste gezondheidsafdelingen in de Verenigde Staten erkennen 650mV als het minimum aanvaardbare ORP, en als je meer dan 800mV kunt krijgen is dat geweldig. Alles boven 850mV is uitzonderlijk water.
Wacht, heb je dat begrepen? Oxidatie en Reductie zijn twee verschillende dingen; in feite zijn het tegenpolen. Dus laten we snel bespreken wat oxidatie en reductie betekenen. We halen de volgende twee definities uit deze bron.
Oxidatie Definitie
“Oxidatie is het verlies van elektronen door een atoom, molecuul, of ion.” Vaak worden de verloren elektronen vervangen door zuurstof.
Vermindering Definitie
“Vermindering is de netto winst van elektronen door een atoom, molecuul of ion.”
Oxidatie is dus wanneer een oxidator elektronen (e-) onttrekt aan een oxidant, en vermindering is wanneer de elektrische lading van die oxidator wordt verminderd door die gestolen elektronen. Als we zeggen “chloor wordt weggevaagd”, of “opgebruikt”, bedoelen we eigenlijk chloor wordt gereduceerd. Hier is een nuttige video die meer uitlegt over deze reacties, bekend als Redox-reacties.
Waarom wordt ORP gebruikt?
ORP wordt veel gebruikt omdat het praktisch en meestal nauwkeurig is, en het ons in staat stelt elektronisch te controleren wat er in het water gebeurt. Hoewel de ORP niet de hoeveelheid chloor meet, is het wel een real-time meting van de chloorprestaties. De meeste exploitanten zijn het erover eens dat desinfectie het belangrijkste is vanuit het oogpunt van de volksgezondheid; de hoeveelheid chloor is niet noodzakelijkerwijs even belangrijk als de doeltreffendheid ervan. Idealiter zouden we een minimale hoeveelheid chloor hebben die super efficiënt is, om meer te bereiken met minder.
We hebben wat onderzoek gedaan, en we hebben nog geen gegevens gevonden die wijzen op een ORP die “te hoog” is, of waar het minder waardevol begint te worden. Wat we wel weten is dat de ORP boven de 650mV moet liggen; alles boven de 750 is goed; en alles boven de 800 is uitstekend. Daarbuiten zijn de exacte getallen onderhevig aan de mening van de operator, maar we kunnen het er allemaal over eens zijn dat hoger beter is.
Hoe en waarom ORP wordt gemeten
ORP wordt gemeten met een sensor met twee sondes, ondergedompeld in een stromend monster water. De sensor meet het elektrisch verschil tussen de twee sondes. De ene sonde is meestal van platina of goud, de andere van zilver. Deze meetwaarden kunnen worden beïnvloed door de mate van zuiverheid van de sondes, hetgeen nog een reden is om het gebruik van enzymen in uw water te overwegen. Dit geldt ook voor andere soorten sondes in het systeem, zoals chloorsondes.De meeste automatiseringssystemen in zwembaden regelen chemicaliën in real time, dus ze vertrouwen op nauwkeurige meetwaarden te allen tijde. Dit komt omdat pH vaker fluctueert dan andere variabelen, en ORP controllers zijn in staat om deze veranderingen bij te houden.
Als uw zwembad een hoog chloorgehalte heeft, maar een lage ORP… De twee meest waarschijnlijke boosdoeners zijn pH en organische vervuiling (bather load). Hoe meer organische stoffen je in het water hebt, hoe langzamer de geleidbaarheid tussen de sondes. De meeste controllers meten ook de pH, dus zullen in staat zijn om te zien of pH het probleem is. Als de pH is waar hij zou moeten zijn, is de kans groot dat organisch afval de kern van het probleem is.
Als je zwembad een laag chloorgehalte heeft maar een hoge ORP…Of je probes zijn defect, of gefeliciteerd, je hebt een geweldige waterkwaliteit. Het is zeldzaam, maar heel goed mogelijk. Bijvoorbeeld, een groot commercieel zwembad in Arizona is in staat geweest om 750 ORP te behouden, ondanks minder dan 1 ppm chloor! Denk daar eens over na. Zelfs met een licht hoge pH, was het zwembad effectief aan het oxideren. (Spoiler alert: ze gebruiken onze enzymen.) Factoren die ORP
beïnvloeden
Een aantal waterchemische factoren kan uw ORP beïnvloeden. Hier zijn er een paar die het meest voorkomen in zwembaden:
pH
Hoe lager de pH, hoe hoger de verhouding van Hypochlorous Acid (HOCl) tot Hypochlorite Ion (OCl-), en hoe hoger de ORP. Hier is een fraaie grafiek met het percentage HOCl (sterk chloor) ten opzichte van OCl- (zwak chloor).
Inverse correlatie tussen pH en percentage sterk chloor (HOCl) ten opzichte van zwak chloor (OCl-).
Hier is iets wat wij fascinerend vinden: recente studies tonen aan dat dit evenwichtsspectrum alleen geldt in niet-gestabiliseerd water. Met andere woorden, water dat geen cyanuurzuur bevat. Lees hier meer over deze bevindingen.
Cyanuurzuur
Deze grafiek van de CDC toont de relatie tussen ORP en CYA.
Volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control (CDC) verlaagt een toenemend gehalte aan cyanuurzuur (ook wel chloorstabilisator of conditioner genoemd) de ORP. Dit is de belangrijkste reden waarom de CDC een nieuwe limiet heeft gesteld voor CYA-niveaus in geval van een fecaal incident. De nieuwe limiet? Slechts 15 ppm CYA. 15!
Bij Orenda maken we geen ontsmettingsmiddelen, maar we begrijpen en waarderen het belang ervan absoluut. Resterende ontsmettingsmiddelen zoals chloor zijn onze eerste verdedigingslinie tegen schadelijke bacteriën en organismen in het water. Aangezien CYA chloor verzwakt, moet u naar onze mening de stabilisatorniveaus zo laag mogelijk houden.