Что измеряет электрод REDOX/ORP и как это измеряется?

Редокс-электрод представляет собой электрод из драгоценного металла. Он используется для измерения потенциала, при этом сам не должен вступать в химические реакции, то есть должен быть устойчивым к химическим воздействиям. В данном случае в качестве материала можно использовать только такие драгоценные металлы, как платина, золото или серебро.

В качестве сравнительного электрода, как и при измерении pH, используется система Ag/AgCl.

Если в хлорсодержащий раствор погрузить платиновый зонд редокс-электрода, между поверхностью платинового зонда и поверхностью раствора образуется межфазный слой, называемый «двойным электрическим слоем Гельмгольца». Этот межфазный слой эквивалентен конденсатору: один его электрод соединён с платиновым зондом, а другой — как при измерении pH — с эталонным электродом. Такой конденсатор заряжается за счёт электрохимической разности потенциалов между платиновым зондом и раствором. При этом потенциал раствора определяется логарифмическим отношением концентраций Log COX/CRED и суммой разностей потенциалов всех ионов, присутствующих в воде.

В то же время платина также окисляется, и в зависимости от концентрации окислителя на её поверхности формируется оксидный слой толщиной 3–4 атомных слоя. Этот оксидный слой, с одной стороны, проводит электроны, то есть препятствует проведению измерений по параметру Redox. С другой стороны, он создаёт оксидный резервуар, который при снижении содержания хлора приводит к задержке измерений. Чем разбавленнее исследуемый раствор, тем длительнее этот процесс задержки. В условиях высокого содержания буферного раствора Redox этот эффект можно не учитывать.

Этот эффект также можно объяснить на примере двух упомянутых ранее ёмкостей: одна из них заполнена водой, а другая — пуста. Если диаметр соединительной трубки мал, процесс выравнивания уровней воды в обеих ёмкостях протекает медленнее; если же диаметр больше — быстрее. Шероховатость поверхности электрода также приводит к указанной измерительной инерции, поскольку углубления и неровности на шероховатой поверхности создают эффект накопления заряда, что ухудшает процесс переноса заряда.

Поверхность окислительно-восстановительного электрода должна быть по возможности гладкой.

Вследствие того, что «двойной электрический слой Гельмгольца» ведёт себя как конденсатор, при изменении потенциала через него протекает зарядный ток, который продолжается до наступления электрохимического равновесия. Если измерительный усилитель производит измерение потенциала этого комплексного слоя не методом нулевого тока, то электрохимическое равновесие не будет достигнуто. В этом случае измеренные значения будут постоянно дрейфовать, а при определённых условиях на поверхности электрода могут также происходить химические изменения.

Предыдущая страница:

Как выбрать материал электрода для измерений редокса — золото, серебро или платину?