Oxidation-Reduction Potential(산화환원전위)

표준환원전위와 유사하나, 산화환원전위(ORP; Oxidation Reduction Potential)는 어떤 물질이 1) 전자를 잃고 산화되려하거나, 2) 전자를 얻고 환원되려는 세기를 의미합니다. 용액의 ORP를 측정함으로써 그 계(system)가 산화되려는지 혹은 환원되려는지를 정성적으로 확인할 수 있으며 이 때, 일반적으로 ORP가 양수값이면 산화 조건을, 음수값이면 환원 조건을 의미합니다. 이러한 ORP는 측정전위와 환원전위의 전압 차를 통하여 측정되며, mV로 표시됩니다.

 

I. ORP Calculation

 

계의 ORP는 Nernst equation(네른스트 식)에 의하여 결정됩니다.

 

 

E⁰: 표준산화전위

R: 이상기체상수 (8.314J/K·mol)

T: 절대온도(K)

z: 산화-환원 반응식에 참여하는 전자의 수

F: 패러데이 상수 (96,485C/mol)

a_O: 산화체의 활성도

a_R: 환원체의 활성도

 

일반적인 학술 논문에서의 ORP는 표준 수소 전극(SHE; Standard Hydrogen Electrode)를 기준으로 나타낸 것입니다. 만약, ORP를 측정한 전극이 표준 수소 전극이 아닌 경우 별도의 보정이 필요로 하게 됩니다. 대표적으로 Ag/AgCl 전극을 사용한 경우에는 +200mV를 더하여 보정해 주어야 합니다*.

*ORP Meter에서 보정된 것으로 표시해주는지 확인 필요

 

II. Relationship between ORP and pH: ORP와 pH의 관계

 

ORP Scale

위의 그림은 전형적인 ORP의 스케일을 보여주는 것입니다. ORP의 전체 범위는 1,500mV ~ -1,500mV이며, 모든 ORP 전극은 pH 7에서 0mV를 나타내게 되어 있습니다. 또한, 위 그림에서 알 수 있듯 ORP가 0mV보다 높으면 산성, 그 반대인 경우 염기성을 띄는 용액이라 간주됩니다.