מבוא

חיישן פוטנציאל הפחתת חמצון (ORP), הידוע גם בשם חיישן Redox, הוא מכשיר מיוחד המשמש למדידת יכולתה של תמיסה לחמצן או להפחית חומרים. חיישני ORP מוצאים יישומים נרחבים בתחומים שונים, כגון טיפול במים, ניטור סביבתי, תהליכים תעשייתיים וחקלאות ימית, בשל יכולתם לספק תובנות חשובות לגבי מצב החיזור של הפתרון.

עקרונות מדידת ORP

מדידת ה-ORP מבוססת על העיקרון התגובות רדוקס, הכוללות העברה של אלקטרונים בין ORP  המדידה של סוגי חומרים כימיים. החיישן מורכב מאלקטרודת מדידה ואלקטרודת ייחוס. אלקטרודת המדידה עשויה בדרך כלל מפלטינה, בעוד שאלקטרודת הייחוס היא בדרך כלל אלקטרודת כסף/כסף כלוריד. אלקטרודת המדידה מזהה את המתח שנוצר על ידי תגובות החיזור המתרחשות על פני השטח שלה, בעוד שאלקטרודת הייחוס שומרת על פוטנציאל ייחוס יציב.

חיישני ORP פועלים על בסיס משוואת Nernst, המקשרת את פוטנציאל ה-ORP לריכוז החומרים המחמצנים או המפחיתים בתמיסה. כאשר מתרחשת תגובת חיזור, היא יוצרת הפרש פוטנציאל בין אלקטרודות המדידה וההתייחסות, אשר לאחר מכן מומר לערך ORP. ערך ORP חיובי מצביע על מצב מחמצן, בעוד שערך ORP שלילי מצביע על מצב מפחית.

יישומים של חיישני ORP

חיישני ORP מוצאים מגוון רחב של יישומים בתעשיות שונות בשל יכולתם לספק מידע קריטי על פוטנציאל החיזור של פתרונות. כמה יישומי מפתח כוללים:

טיפול במים

בתהליכי טיפול במים, חיישני ORP משמשים לניטור ובקרה של תהליך החיטוי. על ידי מדידת ORP של מים, המפעילים יכולים להבטיח מינון נכון של כלור או חומרי חיטוי אחרים, שמירה על רמות חיטוי אופטימליות והבטחת איכות מים בטוחה.

ניטור סביבתי

חיישני ORP ממלאים תפקיד חיוני בניטור סביבתי, במיוחד בניטור גופי מים כגון אגמים, נהרות ואוקיינוסים. הם עוזרים להעריך את איכות המים ולזהות זיהום פוטנציאלי או שינויים במצב החמצני שעלולים להשפיע על מערכות אקולוגיות מימיות.

תהליכים תעשייתיים

בתהליכים תעשייתיים, חיישני ORP משמשים לניטור תגובות כימיות ולבקרת תנאי ORP. הם חיוניים במיוחד בתהליכים הכוללים ציפוי מתכת, גלוון וטיפול בשפכים.

חקלאות מים

בחקלאות ימית, חיישני ORP משמשים לשמירה על סביבה בריאה עבור אורגניזמים מימיים. רמות ORP נכונות עוזרות לנטר את איכות המים ולשלוט באיזון החמצן המומס, החיוני לרווחת החיים במים.

סיכום

חיישן ה-ORP הוא כלי רב ערך למדידת פוטנציאל החיזור של פתרונות ביישומים שונים. היכולת שלו לספק נתונים בזמן אמת על תנאי החמצון או ההפחתה של פתרון הופכת אותו למכשיר הכרחי לטיפול במים, ניטור סביבתי, תהליכים תעשייתיים וחקלאות ימית. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, חיישני ORP ממשיכים להשתפר, ומציעים דיוק גבוה יותר ואמינות טובה יותר, מה שהופך אותם למכשירים חיוניים בתעשיות שונות ובמחקר מדעי.