ORP(산화환원전위)

정의

ORP는 용액 속 물질이 전자를 얻거나 잃으려는 경향을 전압으로 나타낸 값이다.

값이 클수록 산화 쪽 성질이 강하고, 작을수록 환원 쪽 성질이 강하다.

단위는 mV이며, 용액의 산화력과 환원력을 보여 주는 지표다.

측정 구성

ORP 측정 장치는 측정전극, 기준전극, 온도소자, mV 계측기로 구성된다.

백금 측정전극은 시료와 전자를 주고받아 전위를 만든다.

기준전극은 일정한 전위를 유지하고, 두 전극 사이의 전압차가 ORP 값이다.

온도 값을 함께 기록해야 측정값을 비교할 수 있다.

네른스트 식

네른스트 식은 전위가 농도비의 로그에 비례함을 나타낸다.

식의 계수는 25℃에서 59.16 mV를 전자 수 n으로 나눈 값이다.

전자 수 n과 농도비 Q가 전위를 결정하는 두 가지 변수다.

계산 예

전자 수가 2이면 계수는 59.16을 2로 나눈 29.58 mV다.

농도가 10배 변하면 ORP는 약 29.58 mV 변한다.

농도 변화에 비해 전위 변화가 작아, ORP만으로 농도를 정량하기 어렵다.

헷갈리는 점

ORP는 pH와 온도의 영향을 함께 받는다.

pH가 높아지면 ORP가 낮아지는 방향으로 영향을 준다.

실제 하수는 여러 산화환원계가 섞인 혼합계이므로 측정값은 혼합 전위다.

정리

ORP는 산화제와 환원제의 전자 교환 경향을 mV로 나타내는 운전 지표다.

네른스트 식에 따라 농도비의 로그에 비례하며, 계수는 59.16/n mV다.

호기 구간은 값이 높고 무산소 구간은 값이 낮은 경향을 보인다.

정량 농도가 아니므로 DO·pH와 함께 해석하고 현장 기준값을 정한다.