[转贴]氧化还原电位及其实际意义 氧化还原电位就是水质中一个重要指标,它虽然不能独立反应水 质得好坏,但就是能够综合其她水质指标来反应水族系统中得生态环境。 什么就是氧化还原电位呢?在水中，每一种物质都有其独自得氧化还原特性。简单得,我们可以理解为：在微观上，每一种不同得物质都有一定得氧化－还原能力,这些氧化还原性不同得物质能够相互影响，最终构成了一定得宏观氧化还原性。所谓得氧化还原电位就就是用来反应水溶液中所有物质反应出来得宏观氧化-还原性.氧化还原电位越高,氧化性越强，电位越低，氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定得氧化性，为负则说明溶液显示出还原性。 我们得过滤系统，除去反硝化，实际都就是一种氧化性得生化过滤装置。对于有机物来说，微生物通过氧化作用断开较长得碳链（或者打开各种碳环),再经过复杂得生化过程最终将各种不同形式得有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应得碳键上断开，形成相应得无机物。对于无机物来说，微生物通过氧化作用将低价态得无机物质氧化为高价态物质。这就就是氧化性生化过滤得实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解得物质，而不关心那些被微生物吸收、同化得物质)。可以瞧到，在生化过滤得同时，水中物质不断被氧化。生化氧化得过程伴随着氧化产物得不断生成，于就是在宏观上来瞧，氧化还原电位就是不断被提高得。因此,从这个角度上瞧，氧化还原点位越高,显示出水中得污染物质被过滤得越彻底。 回到我们始终关注得一个焦点-—无机氮上,从无机氮得产生与转 化过程就能很容易瞧出氧化还原点位所表征得意义。无机氮得来源就是
有机氮，比如蛋白质（氨基酸缩聚物)、杂环化物（碳、氮共同构成得环)、重氮、偶氮化物（含有氮—氮三键与氮-氮双键得物质)等。由于这些有机氮都就是还原性得（这些物质得化学键不饱合或者不够饱与,键能不够大，能够与氧形成更饱与、更稳定得化学键，因此认为她们具有还原性）,容易被氧化，因此显示出较低得氧化还原电位。经过氨化细菌得氧化作用，有机氮被转化为无机氮。由于，氨、亚硝酸与硝酸得氧化性就是逐渐增强得，随着硝酸得产生，氧化还原电位将被显著提高。我们都知道，硝酸就是一种氧化性很强得酸，如果水溶液中大量存在硝酸,那么有机碳就是很难存在得,这就就是说,较高得氧化还原电位表征出水溶液中有机物被分解得较为完全。 但就是，氧化还原电位就是多种物质共同影响得.硝酸根离子在不同得酸碱度下显示出来得氧化性就是完全不同得，酸性越强,氧化还原电位越高，反之则越低。换句话说，同样得水质,通过改变氢离子浓度就能够改变其氧化还原电位。这说明我们不能仅用氧化还原电位来简单得说硝酸根离子浓度或者说水质得好坏。或者说氧化还原电位得高低并不就是水质好坏得比较标准,氧化还原电位并不能单独用于表征水质好坏，只就是一个参考标准。 那么我们如何来瞧氧化还原电位得实际意义呢？总结下来，可以有下面几种情况： 1、间接反映水中硝酸等物质得浓度积累程度。在鱼缸中,水质就是相对稳定得,随着生化过滤得不断进行,氧化态得不断提高,溶液得氧化还原电位就是不断提高得。这个点位得提高与水中高价态得无机离子浓
氧化还原电位(ORP)的重要作用 氧化还原电位(ORP)的重要作用 大家逐渐认识到氧化还原电位在水产养殖上的意义，可是这个指标对于学过（水）化学的来说，理解起来都有点费力气，更不用说咱们大多数养殖户朋友了。技术员到塘口跟养殖户说：咱们这个药是氧化型的药，能提高水体氧化还原电位，很不错！养殖户听的一头雾水，而实际上很多技术人员对氧化还原电位本身也不是很清楚。 1.那么什么是氧化还原电位 在水中，每种物质都有独立的氧化还原特性，可以简单理解为在微观上，每一种不同物质都有一定的氧化还原能力，这些氧化还原性不同的物质能够相互影响，最终构成一定的宏观氧化还原性。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性，为负则表示溶液显示出一定的还原性。 2.哪些是氧化物质、那些是还原物质 ⑴水体中常见处于氧化态（直接点就是溶氧充足的状态）的物质有： O2（氧气当然是）；硫酸根、硝酸根、磷酸根和铁离子、锰离子、铜离子、锌离子等； ⑵常见处于还原态（简单说就是缺氧状态存在的）的物质： 氯离子、氮气、氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、甲烷、亚铁离子、多数有机化合物（包括我们的残饵、粪便、池底有机质淤泥）等。 氮在水体中存在的形式：一般未受污染的天然水域中，由于溶氧丰富，氮主要以硝酸根存在；在养殖池水中氮通常有4种存在形态：硝酸根、亚硝酸盐、氮气、氨氮。 3.为什么氧化还原电位很重要氧化还原电位怎么测 海水与淡水体系氧化还原电位实测值通常约为（400mv）（V 伏特，氧化还原电位的单位），好氧微生物一般生活在+100mV以上，以+300mV～+400mV为最适。 处于氧化态的物质在适当的条件（缺氧）下可以被还原，例如无毒的硝酸盐被还原成有毒的亚硝酸盐和氨氮；同样处于还原态的物质在适当条件（富氧）下被氧化，例如硫化氢被氧化成硫酸根。 随着氧化还原电的降低，出现铁锰呼吸，干塘晒塘时被氧化成三价的铁，此时逐渐被还原成二价铁，这个过程耗氧产酸，所以底泥pH值下降。氧化还原电位继续降低，当氧化还原电位环境为-200～-250mV，专性厌氧微生物出现生长，硫酸还原菌进行硫呼吸，原本存在的硫酸根被还原成硫化氢，硫化氢跟亚铁离子、锰离子反应，生成FeS、MnS，土壤变黑（见图2）。当氧化还原电位环境为-300～-400mV，底泥处于极度缺氧状况，专性厌氧产甲烷菌即开始分解底泥中的有机质产生甲烷。淤泥厚的池塘用竹竿捅了后水面冒气泡，这种气泡即是底泥产生的
氧化还原与电极电势 一、基本概念 氧化还原反应发生的重要标志就是反应中发生了电子的得失或偏移。 氧化态：化合物或单质中，元素所呈现的带电状态称为氧化态。它是用一定数值表示的。 氧化数：表示元素氧化态的代数值称为氧化数（或称为氧化值）。 二、原电池电动势 利用氧化还原反应获得电流的装置叫原电池。原电池有半电池、电极、盐桥三个部分组成。 构成原电池的两极间的电势差称为原电池的电动势。 影响电池电动势的主要因素有两个：一是体系中物质的浓度；二是体系所处的温度。 标准状态下原电池的电动势称为标准电池电动势，此时两极各物质均处于标准状态。 三、电极电势（?） 标准电极电势----由于电极电势绝对数值的不可测性，所以电极电势的数值是相对的。它是以氢电极作为标准，并规定以标准状态下的氢电极的电极电势为零来作参考。 标准氢电极----标准状态下的氢电极称为标准氢电极，且此时其标准氢电极为零。即 θ?2 H H + =0。 Nerst 方程式： 还原态氧化态 lg 0592.0n + =θ?? (T =298.15K) 四、氧化还原反应进行的方向和程度 （1）利用?可判断氧化剂、还原剂的相对强弱 ?大的电对中的氧化型物质的氧化能力强于?小的电对中的氧化型物质。同理，?小的电对中的还原型物质的还原能力强于?大的电对中的还原型物质的还原能力。 （2）判断氧化还原反应的方向 反应总是向由强氧化剂和强还原剂反应生成较弱的氧化剂和较弱的还原剂的方向进行。 若反应是在标准状态进行，可直接由θ ?来判断反应进行的方向。若反应不在标准状态进行，一般需要通过Nerst 方程式计算出?，在进行判断。 综合练习 例1：根据下列氧化还原反应-22Cl 2Cu Cl Cu +→++组成原电池。已知： Pa 1013252Cl =p ，-1Cu L mol 10.02?=+c ，-1 Cl L mol 10.0-?=c ，试写出此原电池符号， 并计算原电池的电动势。（V 34.0Cu /Cu 2=+ θ ?，V 36.1- 2 Cl /Cl =θ ?） 分析：首先应根据Nerst 方程式由θ ?及各物质浓度求出这两个点对构成的两个电极电 势，然后确定原电池的正负极。最后计算原电池的电动势。 由Nerst 方程式计算 0.31V lg 20592 .034.022Cu Cu /Cu =+ =++ c ? 1.42V )(lg 2059 2.036.12 Cl Cl Cl Cl Cl /Cl --2 2- 2 =+=θθ ?c c p p 由此可知电对Cu Cu 2+ 构成了电池的负极，另一极则为正极。原电池符号为： )Pt(,(101325Pa)Cl |)L (0.01mol Cl ||)L (0.10mol Cu |Cu )(2-1--12+??-+
［转贴]氧化还原电位及其实际意义 氧化还原电位就是水质中一个重要指标,它虽然不能独立反应水 质得好坏,但就是能够综合其她水质指标来反应水族系统中得生态环境。 什么就是氧化还原电位呢?在水中,每一种物质都有其独自得氧化还原特性。简单得,我们可以理解为:在微观上,每一种不同得物质都有一定得氧化-还原能力,这些氧化还原性不同得物质能够相互影响,最终构成了一定得宏观氧化还原性。所谓得氧化还原电位就就是用来反应水溶液中所有物质反应出来得宏观氧化-还原性、氧化还原电位越高,氧化性越强,电位越低,氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定得氧化性,为负则说明溶液显示出还原性、 我们得过滤系统,除去反硝化,实际都就是一种氧化性得生化过滤 装置。对于有机物来说,微生物通过氧化作用断开较长得碳链(或者打开各种碳环),再经过复杂得生化过程最终将各种不同形式得有机碳氧化为二氧化碳;同时,这些氧化作用还将氮、磷、硫等物质从相应得碳键上断开,形成相应得无机物。对于无机物来说,微生物通过氧化作用将低价态得无机物质氧化为高价态物质。这就就是氧化性生化过滤得实质(这里我们只关心那些被微生物氧化分解得物质,而不关心那些被微生物吸收、同化得物质)。可以瞧到,在生化过滤得同时,水中物质不断被氧化、生化氧化得过程伴随着氧化产物得不断生成,于就是在宏观上来瞧,氧化还原电位就是不断被提高得。因此,从这个角度上瞧,氧化还原点位越高,显示出水中得污染物质被过滤得越彻底。 回到我们始终关注得一个焦点-—无机氮上,从无机氮得产生与转化过程就能很容易瞧出氧化还原点位所表征得意义。无机氮得来源就是
有机氮,比如蛋白质(氨基酸缩聚物)、杂环化物(碳、氮共同构成得环)、重氮、偶氮化物(含有氮—氮三键与氮—氮双键得物质)等。由于这些有机氮都就是还原性得(这些物质得化学键不饱合或者不够饱与,键能不够大,能够与氧形成更饱与、更稳定得化学键,因此认为她们具有还原性),容易被氧化,因此显示出较低得氧化还原电位、经过氨化细菌得氧化作用,有机氮被转化为无机氮。由于,氨、亚硝酸与硝酸得氧化性就是逐渐增强得,随着硝酸得产生,氧化还原电位将被显著提高。我们都知道,硝酸就是一种氧化性很强得酸,如果水溶液中大量存在硝酸,那么有机碳就是很难存在得,这就就是说,较高得氧化还原电位表征出水溶液中有机物被分解得较为完全。 但就是,氧化还原电位就是多种物质共同影响得。硝酸根离子在不同得酸碱度下显示出来得氧化性就是完全不同得,酸性越强,氧化还原电位越高,反之则越低。换句话说,同样得水质,通过改变氢离子浓度就能够改变其氧化还原电位。这说明我们不能仅用氧化还原电位来简单得说硝酸根离子浓度或者说水质得好坏。或者说氧化还原电位得高低并不就是水质好坏得比较标准,氧化还原电位并不能单独用于表征水质好坏,只就是一个参考标准。 那么我们如何来瞧氧化还原电位得实际意义呢?总结下来,可以有下面几种情况: １.间接反映水中硝酸等物质得浓度积累程度。在鱼缸中,水质就是相对稳定得,随着生化过滤得不断进行,氧化态得不断提高,溶液得氧化还原电位就是不断提高得。这个点位得提高与水中高价态得无机离子浓
O R P氧化还原电位集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mv。它由ORP复合电极和mv计组成。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。参比电极是和pH电极一样的银/氯化银电极。 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。另外,影响ORP值的温度系数也是一个变量,无法修正,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。 不同的原水水质，ORP的背景值(也就是不含氯的原水的ORP值)应该是不同的。 在反渗透进水的控制中ORP低于背景值就可以了. 电极的安装与检查
1.氧化还原电极可以使用于任何pH/mv测定计上。 计使用时无需标定,直接使用即可,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用 ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mv)。可用以下方法清洗活化。 (1)对无机物污染,可将电极浸入L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 (2)对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入L氯化钾溶液中浸泡6小时后用。 (3)铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗，再浸入L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 ORP是水质指标之一，主要是检测废水的，但它可以反映污泥活性。在好氧池中，ORP高，出水水质好。污泥活性也较高 对于好氧，如果OPR太低，当然要加大曝气；对于厌氧，如果ORP太高，自然一是延长停留时间，或接种污泥提高厌氧生物活性。 氧化还原电位(Eh或ORP)的单位为mv,有正电位和负电位之分,污水氧化还原电位高低可以间反应其中氧化性物质和还原性物质的相对比例. 微生物的种类 Eh 呼吸类型
氧化还原反应与电极电位首页难题解析学生自测题学生自测答案章后习题解答难题解析[TOP] 例8-1 写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，注明电极的种类。 （1）(-) Ag(s)│AgCl(s) │HCl(sln)│Cl2(100kp)│Pt(s) (+) （2）(-) Pb(s)│PbSO4(s)│K2SO4(sln)‖KCl(sln)│PbCl2(s)│Pb(s) (+) （3）(-) Zn(s)│Zn2+(c1)‖MnO4-(c2), Mn2+(c3), H+(c4)│Pt(s) (+) （4）(-) Ag(s) | Ag+ (c1) ‖Ag+(c2) │Ag(s) (+) 分析将所给原电池拆分为两个电极。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，写出正、负极反应式，由正极反应和负极反应相加构成电池反应。 解（1）正极反应Cl2(g)+2e-→ 2 Cl－(aq) 属于气体电极 负极反应Ag(s)+Cl-(aq) → AgCl(s)+e-属于金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应2Ag（s）+ Cl2(g) →2AgCl(s) n=2 （2）正极反应PbCl2(s)+2e-→Pb(s)+2Cl- (aq) 属于金属-难溶盐-阴离子电极负极反应Pb(s)+SO42-(aq)→PbSO4(s)+2e-属于金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应PbCl2(s) +SO42-(aq)→PbSO4(s) +2Cl-(aq) n=2 （3）正极反应MnO4-(aq) +8H+(aq)+5e-→Mn2+(aq)+ 4H2O(l) 属于氧化还原电极负极反应Zn(s) → Zn2+(aq)+2e-属于金属-金属离子电极电池反应2MnO4- (aq)+16H+(aq)＋5Zn(s)→2Mn2+(aq)＋8H2O(l)＋5Zn2+ (aq)n=10 （4）正极反应Ag+(c2) +e- → Ag(s) 属于金属-金属离子电极 负极反应Ag(s) → A g+ (c1) + e-属于金属-金属离子电极 电池反应Ag+(c2) → Ag+ (c1) n=1 例8-2 25℃时测得电池(-) Ag(s)│AgCl(s)│HCl(c)│Cl2(100kp)│Pt(s) (+) 的电动势为?( Cl2/Cl-)=1.358V, θ?( Ag+/Ag)=0.799 6V，求AgCl的溶度积。 1.136V，已知θ ?AgCl/Ag 。其分析首先根据电池电动势和已知的标准电极电位，由Nernst方程求出θ 次：AgCl的平衡AgCl(s)Ag+ (aq)+ Cl-(aq)，方程式两侧各加Ag：
多参数水质分析仪(氨氮/硝氮/氯化物/酸碱度/氧化还原电位/酸碱度/氧化还原电位/溶解氧/ 温度4M 线缆美国型号：YSI-Pro1020 产品简介: 用于测量任一离子参数（包括：氨氮、硝氮、氯化物、酸碱度、氧化还原电位、酸碱度/氧化还原电位）、溶解氧（原电池法与极谱法可选）和温度。 内置气压计 软件可升级 可存储50组数据 显示屏、键盘双背景光，便于昏暗环境下操作 按人体工程学设计，手感舒适，外观精致 电缆、探头均可在野外自行更换，无需工具 主机、电缆、探头三体分离：主机可配长1米/4米/10米/20米/30米的电缆以满足不同应用需要电池仓与仪器主体各自水密分隔，即使电池仓进水也不影响仪器电路 寿命长、耗材少，平均使用成本低 MS 军方接头，快速插拔，防水，连接可靠稳固 接头的电缆部分可耐受30万次弯折，经久耐用 不锈钢探头保护套，坚固耐撞，更易于沉入水中 技术参数
溶解氧(%空气饱和度 测量范围：0至500% 分辨率：0.1%或1%空气饱和度（可选） 准确度：0至200%：读数之±2%或2%空气饱和度，以较大者为准；200至500%：读数之±6%校准：1点或0点 溶解氧(毫克/升 测量范围：0-50毫克/升 分辨率：0.01毫克/升或0.1毫克/升（可选） 准确度：0-20毫克/升；读数之±2%或0.2毫克/升，以较大者为准；20-50毫克/升：读数之±6%校准：1点或0点 温度（野外耐用型电缆） 测量范围：-5至70℃ 分辨率：0.1℃ 准确度：±0.2℃ 温度（实验室级别电缆） 测量范围：-5至70℃ 分辨率：0.1℃ 准确度：±0.35℃ 酸碱度
氧化电位水 在速冻行业快速杀灭金葡菌的应用 简介 《速冻面米制品》（GB19295-2011）新国标已正式的发布，这无疑对速冻米面加工企业提出了新的要求。新国标调整了沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的限量规定，并采用了微生物分级采样方案。新国标中的检测方法俗称为“一锤定音”：当抽检样品发现超标后，没有扩检和复检的可能；另外，虽然新国标中金葡菌为可检出，但是，严格地规定了检出的数量，而沙门氏菌为不得检出。从这两条来看，企业如果不在生产加工过程中严格地控制微生物的生长，那么，必定会在产品中埋下隐患，也将大大增加产品中检出金葡菌超标的风险。 食品加工企业的运行如履薄冰，稍有不慎就会带来灾难性的打击。特别是在速冻食品行业，原材料如：肉类及青菜类，全部是外采回来的，由于上游产品的限制，无法保证外采回来的原材料全部合格。如果企业内部没有完整的消毒程序，而只是把希望寄托在上游供应商那里的话，无疑是将自家的生死攸关的大权送给了他人来掌控，这是相当危险的。 目前，在米面加工企业的常规生产模式中，现有的消毒方法尚无法满足直接对肉类及青菜类消毒且无任何残留的要求。那么，是否有满足上述要求的消毒剂呢 回答是肯定的！它就是：氧化电位水消毒剂。 氧化电位水（Electrolyzed Oxidizing Water，简称EOW）是一种杀菌广谱、高效，无毒、无害、无残留，排放安全的新型环保消毒剂，它能在30秒内迅速杀灭常见致病菌，是直接对食品进行消毒的最好替代品。 一、氧化电位水简介 1.氧化电位水的生成原理
在自来水中加入%以下的NaCl，经过一种特制的离子交换隔膜电解槽进行电解，在阳极生成酸性氧化电位水；在阴极生成碱性氧化电位水。（见图一） 2.氧化电位水的理化特性 酸性氧化电位水是一种广谱、高效、 无毒无害、无刺激性异味、无色透明以 及环保的消毒液，我国卫生部标准规定的 理化指标为： ①pH值：～； 图一 ②有效氯含量（ACC）：50～70ppm； ③氧化还原电位（ORP）：≥+1100mV； ④残余氯离子：＜1000mg/L； ⑤接触空气、光线或加温至摄氏40度以上，即可逐渐还原成普通水。 碱性氧化电位水为无色透明、无刺激性异味的高效清洗剂，其理化指标为： ①pH值：11～12； ②氧化还原电位（ORP）: －870～－840mV； 3.酸性氧化电位水的杀菌机理 物理学说：主要包括氧化还原电位学说、电 子运动学说与电传导学说等。酸性氧化电位水的 低pH值（）与高氧化还原电位（ORP≥+1,100mV） 超出了微生物的生存范围，并使微生物细胞的膜 电位发生改变，以导致细胞膜通透性增强，细胞 代谢酶的破坏，细胞内物质析出，达到杀灭微生 物的效果。（见图二） 图二化学学说：除了低的pH与高的ORP以外，其
ORP是英文Oxidation-Reduction Potential的缩写,它表示溶液的氧化还原电位。ORP值是水溶液氧化还原能力的测量指标,其单位是mv。它由ORP复合电极和mv计组成。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。参比电极是和pH电极一样的银/氯化银电极。 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。另外,影响ORP值的温度系数也是一个变量,无法修正,因此ORP计一般都没有温度补偿功能。 不同的原水水质，ORP的背景值(也就是不含氯的原水的ORP值)应该是不同的。 在反渗透进水的控制中ORP低于背景值就可以了. 电极的安装与检查 1.氧化还原电极可以使用于任何pH/mv测定计上。 2.ORP计使用时无需标定,直接使用即可,只有对ORP电极的品质或测试结果有疑问时,可用ORP标准溶液检查电位是否在200-275mv之间,以判断ORP电极或仪器的好坏。 3.ORP测量电极(铂或金),其表面应该是光亮的,粗糙的或受污染的表面会影响电极的电位(mv)。可用以下方法清洗活化。 (1)对无机物污染,可将电极浸入0.1mol/L 稀盐酸中30分钟,用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 (2)对有机油污和油膜污染,可用洗涤剂清洗铂或金表面后用纯水清洗,再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后用。 (3)铂金表面污染严重形成氧化膜,可用牙膏对铂或金表面进行抛光,然后用纯水清洗，再浸入3.5MOL/L氯化钾溶液中浸泡6小时后使用。 ORP是水质指标之一，主要是检测废水的，但它可以反映污泥活性。在好氧池中，ORP高，出水水质好。污泥活性也较高 对于好氧，如果OPR太低，当然要加大曝气；对于厌氧，如果ORP太高，自然一是延长停留时间，或接种污泥提高厌氧生物活性。 氧化还原电位(Eh或ORP)的单位为mv,有正电位和负电位之分,污水氧化还原电位高低可以间反应其中氧化性物质和还原性物质的相对比例. 微生物的种类Eh 呼吸类型 好氧微生物 300~400mv 好氧呼吸 兼性厌氧微生物大于100mv 有氧呼吸 小于100mv 无氧呼吸
第八章氧化还原反应与电极电位 首页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 章后习题解答 难题解析 [TOP] 例 8-1 写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，注明电极的种类。 （1） (-) Ag(s)│AgCl(s) │HCl(sln)│Cl2(100kp)│Pt(s) (+) （2） (-) Pb(s)│PbSO4(s)│K2SO4(sln)‖KCl(sln)│PbCl2(s)│Pb(s) (+) （3） (-) Zn(s)│Zn2+(c1)‖MnO4-(c2), Mn2+(c3), H+(c4)│Pt(s) (+) （4） (-) Ag(s) | Ag+ (c1) ‖Ag+(c2) │Ag(s) (+) 分析将所给原电池拆分为两个电极。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，写出正、负极反应式，由正极反应和负极反应相加构成电池反应。 解（1）正极反应 Cl2(g)+2e- → 2 Cl－ (aq) 属于气体电极 负极反应 Ag(s)+Cl-(aq) → AgCl(s)+e- 属于金属-难溶盐-阴离子电极 电池反应 2Ag（s）+ Cl2(g) →2AgCl(s) n=2 （2）正极反应 PbCl2(s)+2e- →Pb(s)+2Cl- (aq) 属于金属-难溶盐-阴离子电极负极反应 Pb(s)+SO42-(aq) →PbSO4(s)+2e- 属于金属-难溶盐-阴离子电极电池反应 PbCl2(s) +SO42- (aq)→PbSO4(s) +2Cl-(aq) n=2 （3）正极反应 MnO4-(aq) +8H+(aq)+5e- →Mn2+(aq)+ 4H2O(l) 属于氧化还原电极负极反应 Zn(s) → Zn2+(aq)+2e- 属于金属-金属离子电极 电池反应2MnO4- (aq)+16H+(aq)＋5Zn(s)→2Mn2+(aq)＋8H2O(l)＋5Zn2+ (aq) n=10 （4）正极反应 Ag+(c2) +e- → Ag(s) 属于金属-金属离子电极负极反应 Ag(s) → Ag+ (c1) + e- 属于金属-金属离子电极 电池反应 Ag+(c2) → Ag+ (c1) n=1 例 8-2 25℃时测得电池 (-) Ag(s)│AgCl(s)│HCl(c)│Cl2(100kp)│Pt(s) (+) 的电动势为1.136V，已知 ( Cl2/Cl-)=1.358V, ( Ag+/Ag)=0.799 6V，求AgCl的溶度积。 分析首先根据电池电动势和已知的标准电极电位，由Nernst方程求出 AgCl/Ag 。其次：AgCl的平衡AgCl(s) Ag+ (aq)+ Cl-(aq)，方程式两侧各加Ag： AgCl(s) + Ag(s) Ag+ (aq)+ Cl-(aq) + Ag(s) AgCl与产物Ag组成AgCl/Ag电对；反应物Ag与Ag+组成Ag+/Ag电对。AgCl(s)的溶度积常数为： = 。 解由电池表达式： 正极反应 Cl2 (g)+ 2e- → 2 Cl-(aq)， = + lg 负极反应 Ag(s) + Cl-(aq) → AgCl(s) + e-， = ＋ lg 电池反应 Cl2(g) + 2Ag(s) → 2AgCl(s) E ＝ - ＝( + lg )-( ＋ lg ) ＝1.136V， 将和数据带入 ＝－1.136 V＝1.358 V－1.136 V＝0.222V， 又由 AgCl(s) + Ag Ag+ + Cl- + Ag ＝ =(0.222-0.799 6)V/0.059 16V＝-9.76
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-Reduction Potential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？ 这种方法是中国科 学院南京土壤研究所电
第八章
1 1.1 基本要求 [TOP]
氧化还原反应与电极电位
掌握离子-电子法配平氧化还原反应式、电池组成式的书写；根据标准电极电位判断氧化还原反应 方向；通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数；电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关 计算。
1.2 熟悉氧化值的概念和氧化还原反应的定义，熟练计算元素氧化值；熟悉原电池的结构及正负极反应 的特征；熟悉标准电极电位概念；熟悉电池电动势与自由能变的关系。 1.3 了解电极类型、电极电位产生的原因；了解电位法测量溶液 pH 的原理及 pH 操作定义；了解电化学 与生物传感器及其应用。 2 重点难点 [TOP]
2.1 重点 2.1.1 标准电极电位表的应用。 2.1.2 电极反应与电池反应，电池组成式的书写。 2.1.3 通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数。 2.1.4 电极电位的 Nernst 方程、影响因素及有关计算。 2.2 难点 2.2.1 电极电位的产生 2.2.2 用设计原电池的方法计算平衡常数 2.2.3 Nernst 方程的推导
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讲授学时 建议 6 学时
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内容提要
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第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
4.1 第一节 氧化还原反应 4.1.1 氧化值
1
氧化值是某元素原子的表观荷电数，这种荷电数是假设把化学键中的电子指定给电负性较大的原子 而求得。确定元素氧化值的规则：1）单质中原子的氧化值为零。2）单原子离子中原子的氧化值等于离 子的电荷。3）氧的氧化值在大多数化合物中为-2，但在过氧化物中为-1。4）氢的氧化值在大多数化合 物中为+1，但在金属氢化物中为-1。5）卤族元素：氟的氧化值在所有化合物中均为-1，其它卤原子的 氧化值在二元化合物中为-1，但在卤族的二元化合物中，列周期表靠前的卤原子的氧化数为-1；在含氧 化合物中按氧的氧化值为-2 决定。6）电中性化合物中所有原子的氧化值之和为零。 4.1.2 氧化还原反应 元素的氧化值发生了变化的化学反应称为氧化还原反应。氧化还原反应可被拆分成两个半反应。 半反应中元素的氧化值升高称为氧化，元素的氧化值降低称为还原。氧化还原反应中，氧化反应和还原 反应同时存在，还原剂被氧化，氧化剂被还原，且得失电子数相等。 半反应的通式为 或 氧化型 + ne Ox + ne
-
还原型 Red
式中 n 为得失电子数，氧化型(Ox)包括氧化剂及相关介质，还原型(Red)包括还原剂及相关介质。氧化 型物质及对应的还原型物质称为氧化还原电对（Ox/Red） 。 4.1.3 氧化还原反应方程式的配平 离子-电子法（或半反应法）配平氧化还原反应方程式的方法是：1）写出氧化还原反应的离子方程 式。2)将离子方程式拆成氧化和还原两个半反应。3)根据物料平衡和电荷平衡，分别配平半反应（注意 不同介质中配平方法的差异） 。4)根据氧化剂和还原剂得失电子数相等，找出两个半反应的最小公倍数， 并把它们配平合并。5)可将配平的离子方程式写为分子方程式。 4.2 第二节 原电池与电极电位 4.2.1 原电池 将化学能转化成电能的装置称为原电池。原电池中电子输出极为负极；电子输入极为正极。正极发 生还原反应；负极发生氧化反应，正极反应和负极反应构成电池反应，即氧化还原反应。 常用的电极有金属-金属离子电极、气体电极、金属-金属难溶盐-阴离子电极、氧化还原电极四种 类型。 将两个电极组合起来构成一个原电池，原电池可用电池组成式表示。习惯上把正极写在右边，负极 写在左边；用“|”表示两相之间的界面；中间用“‖”表示盐桥。如 Zn-Cu 电池的电池组成式： (-) Zn(s)│Zn (c1) ‖Cu (c2)│Cu(s) 4.2.2 电极电位的产生和电池电动势
2+ 2+
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(+)
2
土壤氧化还原电位测定 电位法 1 方法提要 将铂电极与饱和甘汞电极插入土壤样品中平衡后，通过氧化还原电位计或酸度计的表头读数，再换算成土壤Eh值。 2 适用范围 除某些土壤中因含有高浓度的硫化氢等物质易引起铂电极“中毒”外，本方法适用于各类土壤氧化还原电位的测定。 3 主要仪器设备 3.1 铂电极； 3.2 饱和甘汞电极； 3.3 电极架：可将铂电极和饱和甘汞电极固定在带夹子的架上，夹子可上下移动，以便于操作； 3.4 氧化还原电位计或酸度计； 3.5 温度计：测土壤或水溶液温度之用。 4 试剂 4.1 酸性重铬酸钾洗液：称取化学纯重铬酸钾50g，置于100mL蒸馏水中，加热溶解，冷却后，在搅拌条件下缓慢地加入浓硫酸900mL。 4.2 脱膜溶液[c(HCl)=0.2mol·L-1一c(NaCl)=0.1mol·L-1]：量取8.5mL浓盐酸，倒人400mL 蒸馏水中，再加入2.92g氯化钠，搅匀后定容到500mL。 4.3 pH4.01缓冲溶液：称取经105℃烘干的10.21g苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)溶于蒸馏水中并定容至1L。 4.4 氧化还原标准缓冲液：在30mL pH4.01缓冲液中，加入少量醌氢醌固体粉末，使溶液中有不溶的固体存在。 4.5 氯化钾饱和溶液：称取氯化钾（KCl）35g，溶于100mL蒸馏水中，搅匀后仍有固体KCl 存在。 4.6 固体亚硫酸钠Na2SO3、醌氢醌。 5 分析步骤 将铂电极和饱和甘汞电极固定在电极架上，并分别与氧化还原电位计或酸度计的接线柱的正、负端相连(铂电极接正极，甘汞电极接负极)，选择开关置于＋mV档。然后将两电极插入土壤或其它介质中，平衡2min或10 min后读数。如土壤Eh值低于甘汞电极电位，指
1．The chlorine residuals measured when various dosages of chlorine were added to a wastewater are given below. Determine (a) the breakpoint dosage and (b) the design dosage to obtain a residual of 0.75mg/L free available chlorine 2 strain at 10 ℃.Using these data develop a general relationship that can be used to model the observed data. Using the relationship developed, determine the chlorine 1. 2.试讨论其他消毒剂的发展前途。 第七章氧化还原 1.如何运用氧化还原电位数值判断氧化还原反应的可行性？ 2.离子交换反应和氧化还原反应的区别是什么？ 3.用氯处理含氰废水时，为何要严格控制溶液的pH值？ 4.电解可以产生哪些反应过程？对水处理可以起什么作用？
第八章膜技术 1．电渗析膜与离子交换树脂在离子交换过程中的作用有何异同？ 2. 什么是电渗析的极化现象？它对电渗析器的正常运行有何影响？如何防止？ 3. 利用电渗析法处理工业废水有何特点？ 4. 电渗析器的电流效率与电能效率有何区别？ 5.反渗透与超滤在原理、设备构造、运行上有何区别？有何联系？ 6.反渗透法除盐与其它除盐方法相比有何特点？ 第九章软化与除盐 1．石灰软化处理水质有何变化？为什么不能将水中硬度降为零？ 2．水质资料如下： CO230mg/L HCO3- 3.6mmol/L Ca2+ 1.4mmol/L SO42-0.55mmol/L Mg2+0.9mmol/L Cl-0.3mmol/L Na++K+0.4mmol/L Fe2+0 计算石灰软化时石灰投加量。如果市售石灰含CaO50%，实际石灰投加量为多少？ 3．水质资料同习题1，试计算经RH软化后产生的CO2和强酸（H2SO4+HCl）各为多少毫升？ 4．软化水量50立方米每小时，水质资料为：HCO3-283mg/L，SO42-67mg/L，Cl-13mg/L，软化后要求剩余碱度为0.3meq/L，采用H-Na并联软化系统，计算经RH和RNa软化的水量及每小时产生的CO2的量。 5．在固定床逆流再生中，用工业盐酸再生强酸阳离子交换树脂。若工业盐酸中HCl含量为31％，而NaCl含量为3％，试估算强酸树脂的极限再生度（K Na+H+＝1.5）。 6．以RNa交换水中Ca2+为例，推导不等价离子交换的平衡关系式，并画出其概括性平衡曲线。 7．离子交换速度有什么实际意义？影响离子交换速度的因素有哪些？ 8．强酸性阳树脂和弱酸性阳树脂的交换特性有什么不同？在实际应用中应如何选择？ 9．固定床离子交换器中树脂层的工作过程怎样？什么是树脂工作层高度？它有什么使用意义？
解释 氧化还原电位 oxidation-reduction poten-tial，redox potential 不论反应形式如何，所谓氧化即失去电子，所谓还原即得到电子，一定伴有电子的授受过程。当将白金电极插入可逆的氧化还原系统AH2 A 2e 2H 中，就会将电子给与电极，并成为与该系的还原能力大小相应电位的半电池。将它与标准氢电极组合所测得的电位即为该系的氧化还原电位。氧化还原电位值Eh是由氧化型 H2 还原型的自由能（或平衡常数），pH，氧化型与还原型量的比[ox]/[red]等因子所决定，并得出下式： （R是气体常数， T是绝对温度，F是法拉第常数，n是与系的氧化还原有关的电子数）。E′是氧化型和还原型等量时的Eh。在pH为F时称为标准电位是表示该系所特有的氧化还原能力的指标。将Eh对应还原率做成曲线图，则得以E0为对称点的S型曲线。Eh高的系能将Eh低的系氧化，当两者的Eh相等时则达到平衡。但是，这只是在热力学上所出现的现象。 所谓的氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。氧化还原电位越高，氧化性越强，电位越低，氧化性越弱。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性，为负则说明溶液显示出还原性。 编辑本段应用 实际上，特别是对大多数生物学上的系统来说，如不加酶和电子传递体，就不会发生可认出的反应。氧化还原电位除能直接对电位测定外，尚可根据平衡常数的计算，使用氧化还原指示剂(是指本身具有氧化还原性质的一类有机物，这类指示剂的氧化态和还原态具有不同的颜色。当溶液中滴定体系电对的点位改变时，指示剂电对的浓度也发生改变，因而引起溶液颜色变化，以指示滴定终点。)求得。一般生物体内的电子传递是从氧化还原电位低的方向朝高的方向，例如，有以NAD→黄素酶→细胞色素C系→O2这样的方式进行的倾向，但也有因酶的特异性及其抑制而不按这种方式进行的，由于反应成分的浓度，也有可能标准电位低的系统将高的系统氧化的情况。在生物体的氧化还原系统中，多酚类和细胞色素C、a等是在 200-300mV附近，细胞色素 b和黄素酶在 0—-100mV，在-330mV位置的是NAD，在-420mV位置的是铁氧化还原蛋白。在活细胞中，好氧性的细胞电位高，厌氧性的电位低，酶的活性和细胞同化能力以及微生物的生长发育等也有受氧化还原电位影响的情况。 编辑本段水和废水监测中的氧化还原电位测定 测定意义：
污水处理监测中ORP测量及其应用 贡献贡畅 贡献先生，杭州福立分析仪器有限公司总经理；贡畅先生，重庆大学光电工程学院硕士研究生。 关键词：污水处理ORP测量应用 在环保水质分析监测中，对ORP (Oxidetion Reduction Potentiol，氧化还原电位)的测量尚未规定为必做的项目，但其数值大小对了解水质污染治理效果判断十分重要，如城市污水和工业废水监测中利用氯进行氰排水的氧化、6价铬的还原、各种生物化学的氧化还原工程等。 对一个水体来说，往往存在多种氧化还原对，构成复杂氧化还原体系，而其ORP是多种氧化物与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。这一指标虽然不能作为某种氧化物质与还原物质浓度的指标，但能帮助我们了解水质电化学特性，分析水体性质，以作出防范或治理的决策。ORP是一项综合性指标。 水质的ORP都是采用现场测定，其方法是用铂电极作测量电极、饱和甘汞电极作参比电极，与水样组成原电池，用电子毫伏计或pH计测定铂电极相对于甘汞电极的氧化还原电位；一般情况都是采用ORP测量与pH计共用，掉换不同电极分别进行pH或ORP测定，所以这种分析仪被称为pH/ORP计。 一 ORP测量的基本原理 从pH测量原理可知，溶液的pH值即为测量氢离子的活度，由此可以推论，ORP是由溶液中的电子活度所决定。该定义虽然本质上是正确的，但其表示方法十分抽象，因为自由电子并不会在溶液中存在，实际上ORP可看作是某种物质对电子结合或失去难易程度的度量。如以氧化物O x为，还原物为Red，电子为e，电子数为η时，氧化还原反应为： Red O x+ηe (1)
氧化还原电位由能斯特方程式表示： E n =E o +n F RT 3.2 In d Ox Re (2) 式中 E o ——标准氧化还原电位(即[Ox]=[Red]时的E) R ——气体常数，R=8.314J/K ?mol T ——以K 表示的绝对温度 F ——法拉弟常数，9.649×104c/mol n ——参与反应的电子数 在式(2)活度比项中，分子是参加反应的氧化物活度[O x ]，分母是反应生成还原物的活度[Red]。F RT 3.2项作为能斯特电位，E N 已知(O ℃时，E N = 54.2mv ； 25℃时E N =59.2mv ；5O ℃时，E N =64.1mv 。) ORP 测定时，只要将铂测量电极和甘汞参比电极浸入被测样水中，再以pH 测定两电极间的电位差即可。因ORP 电极本身具有结合或释放电子的能力，所以要求该电极使用在测量中不能与溶液组分起化学反应的金属，最合适的材料是铂和金。因此，ORP 电极相对于pH 电极价格较贵。 ORP 的测定是电位势能的测量，在电位测量过程中，实际并没有电流通过水溶液。因电解作用引起的化学成分变化是可以忽略的，在氧化还原电极的表面也不存在极化现象的发生。在ORP 形成过程中，电子可从电极流向氧化还原体系，或反向流动。在金属表面电荷的析出导致电位的形成，此电位又抵抗电子进一步迁移。当达到平衡状态时，电化学力(电位)和化学力(氧化力或还原力)相互平衡，这样溶液的ORP 将随其氧化能力的大小而呈比例增减，所测出的ORP 值呈典型的线性关系。 图1表示在强氧化和弱氧化溶液中所测出的ORP 值大小的关系。可测量的ORP 遵守能斯特定理，所涉及的氧化和还原过程决定了确切的方程式，如下述氧化还原反应及方程式： (1)Fe 2+→Fe 3++Ie - E=E 0+F 2.3RT In[++23Fe Fe ] (3) (2)2I →I 2+2e - E=E 0+F 2.3RT In 22] I [][I ?] (4)