Potencial De Reducción De Oxidación (ORP)

Qué es el potencial de reducción de oxidación (ORP)?

El potencial de reducción de oxidación es el potencial eléctrico necesario para reducir o retardar la descomposición y oxidación. El agua alcalina debe tener un valor negativo de ORP a fin de ser considerada buena, especialmente para beber. ORP es la fuerza para juntarse con el oxígeno activo reduciendo potencia, y poder medirse a través de un hardware electrónico. Un valor negativo es deseable para el poder antioxidante.

EL POTENCIAL REDOX

El potencial redox es una medida de la actividad de los electrones. Está relacionado con el pH y con el contenido de oxígeno. Es análogo al pH ya que el pH mide la actividad de protones y el potencial redox mide la de los electrones.

Determinaciones de ORP

De manera similar a como se cuantifican las soluciones alcalinas o ácidas por medio de las mediciones por electrodos de pH, las soluciones también pueden ser establecidas como reductoras u oxidantes basándose en las mediciones de los valores ORP (a veces llamados “REDOX”).

El potencial redox se calcula como:

Eh = 1, 234 - 0,058 pH + 0,0145 log (10) Po, siendo Po la presión parcial de oxígeno expresada en atmósferas.

En las aguas si el oxígeno está en equilibrio con el atmosférico y el pH es de 7, el valor es de + 0, 86 mv a 0 ºC y de + 0,80 mv a 25 ºC. En las aguas dulces y marinas raramente baja de + 0,3 mv excepto cuando hay gran escasez de oxígeno.

Resumen: Es necesario comprender cómo ciertas mediciones de proceso nos brindan precisa nformación, permitiéndonos diseñar tratamientos confiables y de fácil monitoreo. Este artículo discute la importancia del potencial de óxido reducción y sus aplicaciones más habituales.

El Potencial de Oxido Reducción (ORP*), es una medición de proceso en línea muy útil, la que habitualmente no se considera en la medida de su real beneficio.

El ORP relaciona la concentración de oxidantes o reductores en una solución, y su fuerza o actividad, dándonos una clara idea de la capacidad oxidante o reductora de la misma. Ahora bien, ya que los oxidantes o reductores son relativamente inestables en solución, los únicos normalmente presentes en el sistema, son aquellos que han sido agregados deliberadamente con un objetivo específico.

Típicamente los oxidantes o reductores se agregan para llevar adelante operaciones de desinfección de agua, blanqueo, destrucción de cianuros, reducción de cromo y grabado de metales. Los oxidantes que

con frecuencia utilizamos incluyen cloro, bromo, ozono, hipoclorito sódico y agua oxigenada, mientras que como reductores empleamos bisulfito o metabisulfito de sodio y dióxido de azufre. Estos compuestos se caracterizan por su habilidad para oxidar (aceptar electrones) o reducir (perder electrones). En la práctica, la presencia de un oxidante en solución eleva el valor de ORP, mientras que un reductor provocará una disminución del ORP. Cuanto mayor resulte la concentración de un oxidante o reductor en la solución acuosa, más rápida resultará la velocidad de reacción.

El valor real de ORP de una solución es una función de la concentración y actividad del oxidante.

Como savemos, el ozono es una vez y media más activo que el cloro como oxidante. Esto es,

necesitamos menos (masa) ozono que cloro para alcanzar el mismo valor de ORP.

Para la generalidad de aplicaciones, consideramos al agua “neutra” en términos de ORP. Aún cuando aceptamos que el agua es un oxidante débil como resultado del oxígeno disuelto presente en todas las muestras de agua. Si tomamos como ejemplo la reacción que tiene lugar entre el agua y una pieza de acero, veremos que ésta se oxida. Aquí, el agua tiene un valor de ORP entre 200 y 300 milivoltios

(mV), rango que consideramos como “punto cero”. Si añadimos un oxidante, el valor de ORP trepará por encima de los 300 mV, mientras que el agregado de un reductor, disminuirá el valor de ORP por debajo de los 200 mV. En la mayoría de los casos, la capacidad oxidante o reductora de la solución resulta más importante que la concentración absoluta del oxidante o reductor en la solución.

En las aplicaciones de desinfección de agua, llevadas en la práctica mediante la adición de cloro en su forma más habitual, el valor de ORP de la solución es más significativo que las mediciones de concentración o partes por millón (ppm) del cloro residual o total. Esto es cierto debido a que el equilibrio entre dos formas de cloro en agua cambia con el pH. La forma molecular de cloro libre en agua es HClO o ácido hipocloroso, un xidante muy fuerte. A medida que el pH aumenta, el HClO se convierte en su forma iónica o anión hipoclorito ClO- un oxidante de acción mucho más lenta y débil. El resultado es que el pH de la solución que contiene una dada concentración de cloro no sería en sí mismo un indicador de este efecto. Más aún, si el cloro se combina con aminas (cloraminas) o con un estabilizador, la lectura de cloro total se verá afectada.

Cuando utilizamos el ORP como control de proceso, es importante darse cuenta de que lo que estamos monitoreando es la presencia del oxidante o reductor, y no el químico que está reaccionando con éste. El valor de ORP de una solución de proceso estará relacionada con la velocidad de reacción, oxidación o reducción. Aún cuando la desinfección acontece inmediatamente, otras reacciones como la oxidación de cianuros, demandan mayor tiempo de reacción. El control completo de esta oxidación requiere el control de ORP (concentración de cloro), tiempo de retención— caudal, si el proceso es continuo—y la cantidad de carga de cianuro (ppm). Si esta última aumenta o disminuye el tiempo de residencia,

aumentando el valor de ORP nos permitirá acelerar la tasa de destrucción. Por supuesto, la operación continua de cualquier proceso a un mayor valor de ORP significará mayores cantidades de oxidante en uso.

La medición de ORP

La medición de ORP es muy similar a la de pH. El platino (Pt) es sensible al nivel de actividad de los electrones de la misma manera que el vidrio lo es a la actividad de los iones hidrógenos en la medición de pH. El electrodo puede pensarse como una batería donde el voltaje se establece entre el lado de medición (platino o platinado) y la referencia (platacloruro de plata en solución de cloruro de potasio). El electrolito de referencia cierra el circuito eléctrico y permite la medición.

El mantenimiento de un electrodo de ORP es similar al de pH— limpieza y calibración. La quinidrona es un reductor suave cuya actividad cambia con el pH. Colocando la quinidrona en soluciones de pH conocidos, pueden preparar soluciones standard de ORP: 87 mV (7.0 pH) y 264 mV (4.0 pH). Estas dos soluciones se usan para calibrar el cero y ganancia del electrodo.

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