AQUACENTRUM

ORP und Spannungspotential

Wir haben den ORP-Wert schon einige Male erwähnt, aber was steckt dahinter?

Die Kurzform „ORP“ steht für „Oxidations-Reduktions-Potential“ ein Messwert, der einen Hinweis auf die Tendenz von Wasser gibt, entweder als Oxidations- oder Reduktionsmittel zu wirken. Diskussionen über ORP konzentrieren sich normalerweise auf das „O“ und das „R“ (Oxidation und Reduktion). Weniger sieht man jedoch detaillierte Beschreibungen über die „P“ (potentielle) Komponente.

Während es offensichtlich ist, dass die ORP-Messung, dargestellt in Einheiten von Millivolt (mV = 1/1000 Volt), eine gewisse Art elektrischen Potentials beschreibt, werden wir uns nun der Frage zuwenden, was die Natur dieses Potentials ist und was das gemessene Spannungspotential wirklich über das Wasser aussagt.
Definitionsgemäß ist Spannung „die gemessene Differenz elektrischer Potential-energie pro Ladungseinheit zwischen zwei Punkten“.

Der Ausdruck „zwischen zwei Punkten“ ist wichtig. Ein einzelnes Objekt kann keine „Spannung“ haben. Zum Beispiel, obwohl die Batterie in Figure 2 als eine „9-Volt-Batterie“ beschrieben werden kann, hat die Batterie selbst keine „Spannung von 9 Volt“. Das Potential von neun Volt existiert nur zwischen den zwei Anschlüssen der Batterie, dem positiven Anschluss, der Elektronenmangel aufweist, und dem negativen Anschluss, der einen Überschuss an Elektronen aufweist.

In gleicher Weise, wie sich die Höhe auf den Meeresspiegel und die Temperatur sich auf den Gefrierpunkt des Wassers bezieht, repräsentiert die Spannung immer die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten, einem gemessenen Punkt und einem zweiten Referenzpunkt. Unter erneuter Bezugnahme auf Figure 1 sind diese beiden „Punkte“ zu sehen, die Platin-ORP-Sensorelektrode und die interne Referenzelektrode.

Zusammenhang zwischen dem geloesten H2 - ph-Wert und Redoxpotential Spannungspotential Figur 2

Das Spannungspotential repräsentiert die Fähigkeit, mit Elektrizität (dem Elektronenfluss) eine gewisse Menge an Arbeit zu verrichten. Eine Batterie hat das Potential, Arbeit zu verrichten (obwohl sie nicht arbeitet, wenn sie in einer Schublade liegt). Die Arbeit, die damit geleistet werden kann, umfasst eine Vielzahl alltäglicher Dinge wie das Leuchten einer Taschenlampe oder das Ansteuern einer TV-Fernbedienung. Mit einem Standard-Digitalvoltmeter (abgekürzt: „DVM“) können wir das gespeicherte Potential einer Batterie messen.

Obwohl das Messgerät uns das elektrische Potential der in der Batterie gespeicherten Elektronen mitteilen kann, kann es uns seiner Natur nach nicht sagen, ob die Ladung der Batterie 100% oder nur 25% ist; es kann unsere Taschenlampe für eine Stunde oder nur für ein paar Sekunden zum Leuchten bringen.

ORP-Messungen messen nur „Potential“ und garantieren nicht, dass eine bestimmte Reaktion auftritt. Andere Faktoren wie Temperatur, Aktivierungsenergie und Reaktionsraten müssen ebenfalls günstig sein.

In jedem Fall wird die Batterie, wenn sie in ein Gerät eingesetzt wird, ihre „unbekannte Menge“ an gespeicherten Elektronen abgeben, die das Gerät mit einer Potentialdifferenz von neun Volt betreiben, bis dieses Potential erschöpft ist.

Wenn wir von Spannungspotential und Elektronen sprechen, beziehen wir uns nur auf die Tendenz der Elektronen, zwischen den Spezies zu wechseln, und nicht auf die Menge der Elektronen, die übertragen werden; je größer das gemessene Potential, desto größer ist diese Tendenz. Ob sie jedoch tatsächlich übertragen werden oder nicht, oder wie viel übertragen wird, wenn die Batterie in einen Stromkreis eingesetzt wird, hängt vom Widerstand des Stromkreises gegenüber dem Elektronenfluss ab. Es ist wichtig zu beachten, dass das vom ORP-Messgerät angezeigte Potential für den Elektronentransfer (Arbeit) nicht notwendigerweise bedeutet, dass diese Übertragung jemals stattfinden wird. Wenn zum Beispiel der Draht, der die Glühbirne der Taschenlampe mit der Batterie verbindet, rostet, könnte der Widerstand des Stromkreises groß genug werden, sodass, unabhängig davon, wie gut die Batterie war, neun Volt nicht ausreichen würden, um den Widerstand zu überwinden.

So wie Elektronen in der Batterie den Widerstand des Stromkreises überwinden müssen, bevor sie fließen können, müssen chemische Reaktionen in der Lage sein, eine ähnliche Art von Widerstand überwinden.

Dies kann möglicherweise Energie von einer äußeren Quelle (z. B. einem Katalysator) erfordern, bevor sie stattfinden können.

Innerhalb des menschlichen Körpers werden einige weniger offensichtliche Formen der Arbeit ausgeführt, zum Beispiel die Neutralisierung eines freien Radikals durch ein Antioxidans.
Ob Wasser mit negativem ORP tatsächlich im Körper als Antioxidans wirken kann oder nicht, hängt nicht nur davon ab, welches Mittel für die Erzeugung des negativen Redoxpotentials verantwortlich ist, sondern auch von der Fähigkeit der Reaktion dieses betreffenden Antioxidans, spezielle Arten von „chemischem“ Widerstand zu überwinden.
Während sich in der Chemie der Begriff „Potential“ also speziell auf das Spannungs-Potential bezieht, vermittelt er in diesem Zusammenhang auch eine zweite Bedeutung, nämlich die der „Möglichkeit“.
Und wie wir gesehen haben, müssen, während das negative ORP das Potential für eine Reaktion zeigt, andere Faktoren auch günstig sein, bevor die Reaktion tatsächlich stattfinden kann.

Auszug aus dem Buch von Randy Sharpe: „Der Zusammenhang zwischen gelöstem H2, pH-Wert und Redoxpotential“

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