Medición sencilla de valores de ORP en aplicaciones de la vida real

El potencial de oxidación-reducción (ORP), también conocido como potencial redox, afecta muchas de nuestras rutinas diarias, como simplemente abrir el grifo de un grifo. ORP (expresado en milivoltios, mV) es una medida de la tendencia de una especie química a adquirir electrones (o perder electrones) de un electrodo y, por lo tanto, reducirse u oxidarse, respectivamente [1]. Este parámetro se puede utilizar para predecir los estados de especies químicas en varias matrices de muestra, monitorear la calidad del agua, controlar los procesos de fermentación y optimizar el tratamiento de aguas residuales para evitar la liberación de concentraciones de sustancias más altas que las permitidas por los límites reglamentarios. La medición de los valores de ORP es una operación continua en muchos sectores industriales que requieren la mejora de la instrumentación actualmente disponible para facilitar sus procesos.

Importancia del ORP en el ámbito de la cloración del agua

Una emergencia de salud pública surgió en 1854 cuando más de 600 personas murieron en un mes como consecuencia de un brote de cólera en un área de apenas medio kilómetro de diámetro en Londres. John Snow, un médico inglés, habló con los residentes locales y creó un mapa que ilustra los casos de cólera en el área. Identificó la fuente del brote como la bomba de agua pública que abastecía de agua potable de un pozo contaminado con excrementos. Al quitar el mango de la bomba, se evitó que el pozo contaminado siguiera usándose y se puso fin al brote. Debido a su investigación, John Snow se convirtió en uno de los fundadores de la epidemiología moderna y, como resultado, la importancia del tratamiento del agua para el consumo humano comenzó a crecer.

El concepto de medición con sensores Redox

ORP cuantifica la capacidad de una sustancia para oxidar o reducir otra sustancia. Como ejemplo, un oxidante prefiere robar electrones de otra sustancia, haciéndola más cargada negativamente y cargando positivamente la otra sustancia. Este acto genera un potencial detectable entre las dos sustancias.

En términos prácticos, el ORP es la medida directa de los electrones en tránsito durante las reacciones de oxidación-reducción. Por lo tanto, ORP evalúa la capacidad de transferencia de electrones (oxidación o reducción) de una solución y se mide en milivoltios (mV). Esto significa que en condiciones oxidativas, el electrodo de trabajo sumergido en la solución pierde electrones, creando un potencial positivo. Por el contrario, en un ambiente reductor, los electrones fluyen desde la solución hacia el electrodo de trabajo, produciendo un potencial negativo. Mientras que un reductor pierde un electrón, el oxidante puede aceptar un electrón. Por lo tanto, se puede decir que los reductores fuertes dan como resultado un valor de ORP más negativo, mientras que los oxidantes más fuertes dan como resultado un valor de ORP más positivo. Este concepto se ilustra a continuación.

El objetivo de un sensor ORP es medir estas pequeñas diferencias de potencial generadas. Esto es posible gracias a un circuito formado por un electrodo de trabajo (el polo positivo del circuito, generalmente hecho de un material inerte, por ejemplo, platino u oro) y un electrodo de referencia (el polo negativo) sumergidos en la solución. La cantidad de potencial de milivoltios creado depende de la concentración de oxidantes y reductores en la solución probada.

Volviendo a la discusión sobre la cloración y el ORP, la desinfección adecuada del agua solo es posible cuando se alcanza una cierta cantidad de concentración de cloro. Teniendo en cuenta que los altos niveles de cloro pueden ser tóxicos para la vida humana, es importante controlar con precisión el valor de ORP del agua durante la proceso de desinfección con cloro.

Ejemplos de aplicación: monitoreo de ORP en situaciones de la vida real

El ejemplo presentado al comienzo de este artículo sobre la calidad del agua potable y su efecto en la salud pública es solo uno de los innumerables procesos que afectan nuestra vida diaria donde el control de los valores de ORP es necesario. A continuación se puede encontrar una selección de estos, seguidos de un gráfico que muestra los rangos de control de ORP para muchos tipos de procesos industriales.

Estas ventajas quedan muy claras cuando se utiliza el kit ORP de Metrohm DropSens. El kit ORP es una solución completa todo en uno para medir el potencial de oxidación-reducción. Este kit contiene todos los componentes necesarios para proceder con un análisis ORP: ORPSTAT (el instrumento principal), ORPSEN (sensores desechables) y ORPSTD (solución estándar redox).

Resumen

Trabajar con un potenciostato miniaturizado permite realizar mediciones de ORP in situ más sencillas, mientras que el uso de electrodos serigrafiados desechables permite dichas mediciones en condiciones insalubres o en circunstancias en las que los electrodos convencionales u otros sistemas no pueden pulirse o limpiarse adecuadamente. Metrohm DropSens presenta un kit completo para la medición fiable, fácil de usar y reproducible de ORP: el kit ORP.

La tecnología de serigrafía brinda a los usuarios la oportunidad de trabajar en áreas como las pruebas ambientales, la agroalimentación, la biotecnología y el control de calidad de los procesos industriales. Además, esta tecnología es excelente para estudios de investigación biomédica en los que las muestras pueden ser costosas, escasas o peligrosas, y cuando solo se requiere un volumen de muestra muy pequeño. Además, estos sensores no requieren ningún procedimiento de mantenimiento o limpieza, ya que pueden desecharse una vez finalizado el ensayo, lo que facilita su uso en todo tipo de investigación.

Tus conocimientos para llevar

Kit para medidas de potencial de oxidación-reducción (ORP)

Volantes: Kit de redox