⽔質測定の説明: ORP と PH
2021年4月21日 ブログ
⽔道⽔から製造業、⾃然⽔路に⾄るまで、きれいな⽔はますます重要になっています。私たちは⽔なしでは⽣きていけませんが、きれいな⽔と不健康な⽔の特徴を理解することは、⽇常の⼀般的な活動の中ですぐに私たちのそばを通り過ぎてしまいます。
⽔質の最もよく知られている 2 つのパラメータは、pH と酸化還元電位 (ORP) です。これら 2 つの測定値は、それぞれ単独でも有益ですが、組み合わせると、⽔耕栽培から環境サンプル採取、上質なインペリアルスタウトの醸造まで、あらゆる⽤途で全体的な⽔質を判断するのにさらに効果的です。
電気伝導率や溶存酸素などの他の⽔質測定も重要ですが、この記事では、ORP と pH の⽐較に焦点を当てます。このようにして、この知識 (そしてできればこれらの測定値!) を適⽤して、裏庭のプールや⽔処理施設の⽔質を改善および監視することができます。誰もが⾼品質の⽔に値するので、⾃分で問題に取り組み、 ORP と pH について議論しましょう。
⽔のpHとは何ですか?
pH は濃度測定です。pHプローブ キットは、⽔溶液中の⽔素イオンの濃度を測定し、出⼒値によって酸と塩基が定義されます。この pH スケールの範囲は 0 から 14 で、テスト サンプルの性質に関する洞察が詰ま っています。
最も⼀般的には、pH と⽔は⼀緒に議論されます。これは、純⽔が中性の pH 7 (スケールの中間点) の代表例であるためです。⽔素イオン濃度が増加すると、酸が⽣成され、pH 値が 7 未満になります。逆に、pHスケールで pH 値が 7 を超える塩基の場合は、その逆になります。
飲料⽔の場合、環境保護庁(EPA) の都市飲料⽔に関するデータによると、健康的な pH 値は 6.5 から 8.5の範囲です。⽔質は汚染など多くの要因によって影響を受ける可能性があります。さらに、これらの pH 範囲外の⽔は、pH がどの程度深刻になるかによって、家庭での⽪膚の炎症や⾃然⽔路での動物の中毒など、望ましくない健康影響を引き起こす可能性があります。
そうは⾔っても、望ましくない副作⽤が時間の経過とともに悪化するのを防ぐには、pH を理解して測定することが最善です。さまざまな種類の pH プローブがありますが、それらはすべて同じ⽔素イオン濃度を計測します。プローブ間の違いは、測定環境の強度と必要な測定精度に関係します。
⽔中の酸化還元電位（ORP）とは何ですか？
ORP は、活性酸化剤または還元剤に関連する電⼦交換電位です。⾼⽔質に関する議論では、主に酸化剤について取り上げます。酸化剤は他の分⼦から電⼦を奪い、還元剤は他の分⼦に電⼦を渡します。
酸化還元反応、つまり酸化還元反応は、⾮常に急速に複雑になる可能性があります。したがって、酸化剤は衛⽣価値を提供し、より⾼い ORP 値に寄与する物質であることを覚えておいてください。
⾼く (酸化剤)、通常は不要な汚染物質や他の細菌などの他の物質から電⼦を引き抜きます。
ORP は、衛⽣に寄与しない他の活性イオンや総溶解固形物 (TDS) の影響を受けやすいため、すべての⽔質測定に ORP が有効なわけではありません。ただし、ORP は衛⽣や⽔質の優れたシグナルを提供し、⽔質の低下を調査するための警告サインを⽣成します。
⽣的な⽔システムであることを⽰します。プラスのミリボルト範囲の ORP 測定値は、酸化⽔状態またはより衛⽣的な状態であることを⽰します。
したがって、きれいな⽔を求める場合、マイナスの測定値（還元状態）はそれほど⼀般的ではありません。現実的には、極端な酸化剤と還元剤に対して⾼い範囲と精度を備えたラボグレードのセンサーを使⽤した実験室環境でのみ、マイナスの ORP 測定値に遭遇するはずです。
全体的に、ORP は⼀般的な⽔質をよく理解するのに役⽴ち、650 mV 〜 750 mV の範囲の正のミリボルトの測定値は⽔の衛⽣に最適です。飲料⽔に最適な ORP 値は、適切な衛⽣状態を確保するために 少なくとも 650 mVです。
この ORP 値は、⽔質のバランスをとるために⾃然に存在する化学物質と外部化学物質の両⽅に依存します。シナリオと⽬標 ORP 値に応じて、是正措置は変わります。なぜなら、⾃然の流れでは裏庭のプールほ
ど衛⽣管理のレベルは必要ないからです。このように、ORP レベルを理解して測定することは、あらゆる⽤途で⽔質を識別するのに⾮常に役⽴ちます。
ORP と pH: 違いは何ですか?
pH プローブと ORP プローブはどちらも、参照溶液を実際のサンプルと⽐較する類似の組み合わせセンサー技術を利⽤しています。pH センサーは⽔素イオン濃度を測定し、ORP プローブは⽔中の電⼦電位を測定します。pH は濃度測定ですが、ORP はそうではありません。2 つの原⼦スケールの測定ですが、わずかに異なる情報を⽰します。
ORP プローブは mV 単位で値を⽣成しますが、pH は 0 から 14 までの pH スケールで単位のない値を⽣成します。ただし、pH プローブは電圧値を記録し、それを基準溶液に基づいて pH 値に変換します。全体として、ORP プローブと pH プローブはどちらも⼩さな電気信号を使⽤して出⼒測定を⾏います。
上で説明したように、ORP 測定は、⽔の全体的な衛⽣レベルに関する情報を伝えます。理想的な値は 650 mV 〜 750 mV です。純⽔は本質的に pH 7 であるため、⽔アプリケーションは健康な状態を保つために中性の 7 に近くなる傾向があります。したがって、pH を測定することは、値が中性レベル (飲料⽔の場合は 6.5 〜 8.5) から外れたときにそれを把握することで、⽔質にとって⾮常に重要です。
⽔中で酸化還元電位 (ORP) と pH はどのように相互作⽤するのでしょうか?
pH と ORP は、2 つの別々の⽔質測定法で、やや逆相関しています (スケールの⾼低に関して)。この 2 つの測定法は、両⽅に影響を与える化学物質と⽔分量に基づいて緩やかに相関しています。たとえば、塩素は ORP レベルを上げますが、pH が⾼すぎる (塩基性) 場合は活性塩素が中和され、ORP は低下します。塩素は ORP の上昇に⼤きく寄与するため、塩素が失われると、塩素が ORP の上昇と衛⽣の主な要因であるプールや廃⽔処理環境では ORP レベルが⼤幅に低下します。
⼀⽅、塩酸などのさまざまな酸を⽔に加えると、pH は低下しますが (酸は pH スケールで 7 未満)、ORPは上昇します。これは、塩酸が強⼒な酸化剤となり、衛⽣と⾼い ORP レベルに貢献するためです。
多くの場合、pH が低下すると ORP が上昇し、その逆も同様です。これは注⽬すべき点ですが、全体的にベストプラクティスは中性の pH レベルを維持することです。中性の pH は⽔質に最適であり、衛⽣管理に適切な ORP レベルを実現して、⾼い⽔質を実現します。
最後に、この関係を暗記するのではなく測定したい場合は、Atlas Scientific の産業⽤ pH/ORP/温度プローブをチェックして、1 つのプローブで 3 つの測定 (pH と ORP という 2 つのお気に⼊りの測定) を実⾏してください。
結論
純⽔は中性の pH 7 であるため、pH は重要な⽔測定です。⽔アプリケーションでは、すべてのアプリケーションで健康的な状態を維持するために、この 6.5 〜 8.5 の pH 範囲を⽬指す必要があります。pH がこの範囲を超えると、⽣命に悪影響を与える可能性があり、調整が困難になります。
酸化還元電位 (ORP) は、あらゆる⽤途の⽔質の⾼低を判断する上で同様に重要な測定値です。これらのプローブは、全体的な衛⽣レベル (650 〜 750 mV の範囲の正の ORP 測定値が衛⽣には理想的) と安全な消費に関する情報を提供します。
pH プローブと ORP プローブは、測定環境の精度と強度のレベルに応じて、ラボグレードの ORPから⼯業グレードの pHまで、さまざまなグレードがあります。どの測定が適切かは、アプリケーションの強度と測定頻度によって決まります。定期的に標準測定を⾏う場合は、消費者グレードのプローブを使⽤します。より過酷な条件での継続的なモニタリングを⾏う場合は、必ず⼯業グレードのプローブを選択してください。
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