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1、关于氧化还原电位（ORP、Eh）去极化测定法的二十个问题方建安（中科院南京土壤研究所技术服务中心，南京传滴仪器设备有限公司）经常有人打电话或网上发Email于我，询问有关氧化还原电位（ORP）测定，特别是ORP去极化测定法的有关问题，为此把问题与答复集中成文，供大家参考和讨论。一氧化还原电位是指什么？氧化还原电位，简称ORP（是英文Oxidation-ReductionPotential的缩写）或Eh，作为介质（包括土壤、天然水、培养基等）环境条件的一个综合性指标，已沿用很久，它表征介质氧化性或还原性的相对程度。二氧化还原电位
2、的传统测定方法是什么？长期以来氧化还原电位是采用铂电极直接测定法。即将铂电极和参比电极直接插入介质中来测定。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。参比电极是饱和甘汞电极或银/氯化银电极。三氧化还原电位的传统测定法有什么特点？氧化还原电位的传统测定法十分简单，它由ORP复合电极和mV计组成。但达到平衡电位值的时间较长，特别在测定弱平衡体系时，由于铂电极并非绝对的惰性，其表面可形成氧化膜或吸附其它物质。影响各氧化还原电对在铂电极上的电子交换速率，因此平衡电位的建立
3、极为缓慢，在有的介质中需经几小时甚至一、二天,而且测定误差甚大，通常40-100mV。因此通常在ORP测定中人为规定一个读数时间，如5分钟，或者10分钟，或者30分钟------等。在发表文章或上报数据时，必须标识读数时间。四用什么方法可以得到相对精确的测定结果？如果充分考虑了铂电极的表面性质和电极电位建立的动力学过程，对复杂的介质，如果采用了去极化法测定氧化还原电位，可以在较短时间2分钟内得到较为精确的结果，这个结果相当于传统测定方法平衡48小时的电位，通常两者小于10mV或更好。五什么是氧化还原电位去极化法测定法？将极化电
4、压调节到600-750mV,以银—氯化银电极作为辅助电极，铂电极接到电源的正端，阳极极化（极化时间5-15秒中自由选择），接着切断极化电源（去极化时间在20秒以上自由选择），去极化时监测铂电极的电位（对甘汞电极）。电极电位E（毫伏）和去极化时间的对数logt之间存在直线关系。以相同的方法进行阴极极化和随后的去极化监测。阳极去极化曲线与阴极去极化曲线的延长线的交点相当于平衡电位。二条曲线的方程为：E阳=a1+b1logt阳E阴=a2+b2logt阴求解此二直线方程可得到平衡电位公式E=(a2b1-a1b2)/(b1-b2)平衡电
5、位加上该温度下参比电极的电位值，即可求出ORP值。将有关两条去极化曲线的数据输入计算机，即可自动算出土壤的ORP值。这种方法如果用手工测定，不但过程操作紧张，测定误差大，而且数学处理繁重。六现在有这种ORP去极化法自动测定仪器吗？4这种方法是中国科学院南京土壤研究所电化学专家于天仁院士和刘志光教授的研究成果，在上世纪八十年代在《土壤》和英国《J.SiolSci.》杂志发表了多篇有关文章。后与方建安教授合作，利用PC-1500袖珍计算机研制成ORP去极化法自动测定仪（详见方建安、刘志光分析仪器，1987，（1），23。）。在以后
6、的年代里，先后研制成氧化还原去极化法半自动测定仪、FJA-16型氧化还原去极化法自动测定仪（独立使用）、FJA-02型氧化还原去极化法自动测定仪（与PC机或笔记本电脑联用）、FJA-3型氧化还原去极化法自动测定仪（与PC机或笔记本电脑联用，集成度高）、FJA-4型氧化还原去极化法自动测定仪（可独立使用，也可与PC机或笔记本电脑联用，集成度更高）。目前南京传滴仪器设备有限公司有FJA-3和FJA-4氧化还原去极化法自动测定仪供应，其他型号均不再生产。七ORP测定能有很高的精度吗？这个问题不能用一句话简单概括的。不同的测试条件，测
7、定结果可以相差很多。如果在清洁的水中，铂电极的表面又很新鲜，采用去极化法测定，重现性可以在1mV以内；但如果测定对象复杂，铂电极表面不干净，用传统的方法测定时，测定误差甚大，通常40-100mV。在自然界的水体中,存在着多种变价的离子和溶解氧,当一些工业污水排入水中,水中含有大量的离子和有机物质,由于离子间性质不同,在水体中发生氧化还原反应并趋于平衡,因此在自然界的水体中不是单一的氧化还原系统,而是一个氧化还原的混合系统。测量电极所反映的也是一个混合电位,它具有很大的试验性误差。另外,溶液的pH值也对ORP值有影响。因此,在实
8、际测量过程中强调溶液的绝对电位是没有意义的。我们可以说溶液的ORP值在某一数值点附近表示了溶液的一种还原或氧化状态,或表示了溶液的某种性质(如卫生程度等),但这个数值会有较大的不同,你无法对它作出定量的确定,这和pH测试中的准确度是两个概念。八铂电极表面的性质与处理铂电极它是
