Uwaga: Jak zwykle, jest to artykuł, który ma na celu uproszczenie złożonego tematu. Do wszystkich chemików czytających ten artykuł, jeśli coś, co powiedzieliśmy wymaga wyjaśnienia lub poprawienia, prosimy o komentarz poniżej lub bezpośredni kontakt z nami! Staramy się publikować tylko jak najdokładniejsze informacje. Wystarczy pamiętać, że ten artykuł jest przeznaczony do być w kategoriach laika. Enjoy!
Czy kiedykolwiek zostałeś zapytany „co to jest ORP?”. Dla większości z nas, my jakby wiemy, co to reprezentuje, ale nie dokładnie, co to jest, lub dlaczego jest to ważne. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny (ORP) jest miarą skuteczności środka sanityzującego w wodzie. ORP to elektroniczny pomiar w miliwoltach (mV) zdolności substancji chemicznej do utleniania lub redukcji innej substancji chemicznej. Zarówno utlenianie jak i redukcja są procesami chemicznymi polegającymi na przenoszeniu elektronów pomiędzy cząsteczkami (zyskiwanie lub utrata elektronu). ORP mierzy więc potencjał zachodzenia takich reakcji w Twojej wodzie. Przekładając to na świat basenów, im wyższy potencjał utleniania, tym bardziej wydajny jest Twój środek sanityzujący. Bardziej wydajny środek sanityzujący oznacza bezpieczniejszą, czystszą wodę. To piękna rzecz.
ORP jest mierzone przez sondę w małej próbce przepływającej wody, zwykle obok kontrolera chemicznego. Czujnik ORP składa się z elektrody ORP i elektrody referencyjnej. Zasadniczo sygnał jest wysyłany pomiędzy nimi, co określa potencjał utleniania i redukcji. Szybkość transferu elektronów jest mierzona w mV i odczytywana jako ORP. Im wyższy, tym lepiej, a większość wydziałów zdrowia w Stanach Zjednoczonych uznaje 650mV jako minimalny akceptowalny ORP, a jeśli możesz uzyskać ponad 800mV, to świetnie. Wszystko powyżej 850mV jest wyjątkową wodą.
Czekaj, złapałeś to? Utlenianie i redukcja to dwie różne rzeczy; w rzeczywistości są one przeciwieństwami. Omówmy więc szybko, co oznacza utlenianie i redukcja. Dwie poniższe definicje pochodzą z tego źródła.
Definicja utleniania
„Utlenianie to utrata elektronów przez atom, cząsteczkę lub jon.” Często utracone elektrony są zastępowane przez tlen.
Redukcja Definicja
„Redukcja to zysk netto elektronów przez atom, cząsteczkę lub jon.”
Tak więc utlenianie jest wtedy, gdy utleniacz bierze elektrony (e-) od utleniacza, a redukcja jest wtedy, gdy ładunek elektryczny utleniacza jest zmniejszony przez te skradzione elektrony. Kiedy mówimy, że „chlor zostaje usunięty” lub „zużyty”, tak naprawdę mamy na myśli, że chlor został zredukowany. Oto pomocny film wyjaśniający więcej o tych reakcjach, znanych jako reakcje Redox.
Dlaczego używa się ORP?
ORP jest szeroko stosowany, ponieważ jest praktyczny, zwykle dokładny i pozwala nam elektronicznie monitorować co się dzieje w wodzie. Chociaż nie mierzy ilości chloru, ORP jest odczytem w czasie rzeczywistym wydajności chloru. Większość operatorów zgadza się, że dezynfekcja jest tym, co naprawdę się liczy, z punktu widzenia zdrowia; ilość chloru niekoniecznie jest tak ważna jak jego skuteczność. Idealnie byłoby mieć minimalną ilość chloru, która jest super wydajna, aby osiągnąć więcej za mniej.
Przeprowadziliśmy pewne badania i nie znaleźliśmy jeszcze danych, które sugerowałyby ORP, które jest „zbyt wysokie”, lub gdzie zaczyna stawać się mniej wartościowe. Wiemy, że ORP powinno być powyżej 650mV; cokolwiek powyżej 750 jest dobre; a cokolwiek powyżej 800 jest doskonałe. Poza tym, dokładne liczby zależą od opinii operatorów, ale wszyscy możemy się zgodzić, że wyższe jest lepsze.
Jak i dlaczego ORP jest mierzone
ORP jest mierzone za pomocą czujnika dwuproblemowego zanurzonego w przepływającej próbce wody. Czujnik mierzy różnicę elektryczną pomiędzy dwiema sondami. Jedna sonda jest zazwyczaj platynowa lub złota, a druga jest srebrna. Odczyty te mogą być uzależnione od czystości sond, co jest kolejnym powodem, dla którego warto rozważyć użycie enzymów w wodzie. Dotyczy to również innych typów sond w systemie, takich jak sondy chloru.Większość systemów automatyki w basenach kontroluje chemikalia w czasie rzeczywistym, więc polegają one na dokładnych metrykach przez cały czas. Dzieje się tak dlatego, że pH zmienia się częściej niż inne zmienne, a kontrolery ORP są w stanie nadążyć za tymi zmianami. Alternatywą jest poleganie wyłącznie na testach wody, które zwykle mają kilka godzin pomiędzy odczytami.
Jeśli Twój basen ma wysoki poziom chloru, ale niskie ORP…Dwa najbardziej prawdopodobne winowajcy to pH i zanieczyszczenie organiczne (obciążenie kąpiących się). Im więcej substancji organicznych znajduje się w wodzie, tym wolniejsze jest przewodnictwo pomiędzy sondami. Większość kontrolerów mierzy również pH, więc będzie w stanie sprawdzić, czy pH jest problemem. Jeśli pH jest tam, gdzie powinno być, są szanse, że odpady organiczne są sednem problemu.
Jeśli twój basen ma niski poziom chloru, ale wysoki ORP…Albo twoje sondy są niesprawne, albo gratulacje, masz świetną jakość wody. Jest to rzadkie, ale całkowicie możliwe. Na przykład, duży komercyjny basen w Arizonie był w stanie utrzymać 750 ORP, pomimo mniej niż 1 ppm chloru! Pomyśl o tym. Nawet przy nieco wysokim pH, basen był skutecznie utleniający. (Spoiler alert: oni używają naszych enzymów.) Faktory, które wpływają na ORP
Liczba czynników chemii wody może wpłynąć na ORP. Oto kilka najczęściej występujących w basenach:
pH
Im niższe pH, tym wyższy stosunek kwasu podchlorawego (HOCl) do jonu podchlorynu (OCl-), i tym wyższe ORP. Oto fantazyjny wykres pokazujący procentowy stosunek HOCl (silnego chloru) do OCl- (słabego chloru).
Odwrotna korelacja pomiędzy pH a procentową zawartością silnego chloru (HOCl) w stosunku do słabego chloru (OCl-).
Jest coś, co uważamy za fascynujące: ostatnie badania pokazują, że to spektrum równowagi jest ważne tylko w wodzie niestabilizowanej. Innymi słowy, woda, która nie zawiera kwasu cyjanurowego. Przeczytaj więcej o tych odkryciach tutaj.
Kwas cyjanurowy
Ten wykres z CDC pokazuje związek ORP i CYA.
Według amerykańskiego Centrum Kontroli Chorób (CDC), rosnący poziom kwasu cyjanurowego (zwanego również stabilizatorem chloru lub kondycjonerem) obniża ORP. Jest to główny powód, dla którego CDC wprowadziło nowy limit poziomów CYA w przypadku incydentu z kałem. Nowy limit? Tylko 15 ppm CYA. 15!
W Orenda nie produkujemy środków odkażających, ale absolutnie rozumiemy i doceniamy ich znaczenie. Pozostałościowe środki sanityzujące, takie jak chlor, są naszą pierwszą linią obrony przed szkodliwymi bakteriami i organizmami w wodzie. Ponieważ CYA osłabia chlor, naszym zdaniem należy utrzymywać poziom stabilizatora na jak najniższym poziomie.