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Concepts de Base
ORP (Potentiel d'Oxydoréduction) : L'ORP est une mesure de la capacité d'une solution à donner ou à accepter des électrons lors de réactions chimiques. Il est mesuré en millivolts (mV) et est souvent utilisé pour évaluer la qualité de l'eau, y compris sa pureté et ses propriétés antioxydantes. Cependant, l'ORP ne peut pas déterminer avec précision la présence d'hydrogène dans l'eau. Comprenons pourquoi.
Hydrogène : L'hydrogène est un élément chimique avec le symbole H. Dans l'eau, il peut exister sous forme d'hydrogène moléculaire (H₂) ou d'ions hydrogène (H⁺).
Malentendu au Sujet de l'ORP et des Bénéfices pour la Santé
Il existe un malentendu selon lequel la réduction de l'ORP, comme dans l'eau ionisée alcaline, est bénéfique car elle réduit l'ORP. Ce n'est pas vrai. Seule la présence d'hydrogène, et non l'ORP, détermine les bienfaits pour la santé. De nombreux liquides à faible ORP sont nocifs pour la santé.
En général, ces liquides sont riches en réducteurs chimiques ou contiennent des substances toxiques. Voici quelques exemples :
- Solutions d'électrolyse usées : Utilisées dans l'industrie, ces solutions contiennent des produits chimiques dangereux qui peuvent être toxiques.
- Eaux usées industrielles : Peuvent contenir divers agents réducteurs et composants toxiques.
- Antigel (éthylène glycol) : A un ORP bas mais est extrêmement toxique en cas d'ingestion.
- Solutions de gravure des métaux : Contiennent des produits chimiques qui peuvent être nocifs pour la santé.
- Certains produits chimiques ménagers : Nettoyants et solvants contenant de puissants réducteurs chimiques.
Problème de l'Utilisation de l'ORP pour Déterminer l'Hydrogène
Le problème est que l'ORP ne fournit pas d'information directe sur la présence d'hydrogène. L'ORP mesure le potentiel redox global de l'environnement, influencé par de nombreux autres facteurs et substances présents dans l'eau. Voici quelques exemples de ces substances :
- Fer (Fe²⁺ et Fe³⁺) :
- Fe²⁺ peut réduire l'ORP car c'est la forme réduite du fer.
- Fe³⁺ peut augmenter l'ORP car c'est la forme oxydée du fer.
- Oxygène (O₂) :
- L'oxygène, étant un puissant oxydant, augmente l'ORP. L'oxygène dissous augmente le potentiel redox de l'eau.
- Substances organiques :
- Selon la nature des substances organiques, elles peuvent soit réduire soit augmenter l'ORP. Par exemple, les acides humiques agissent souvent comme des réducteurs, abaissant l'ORP.
- Manganèse (Mn²⁺ et MnO₂) :
- Mn²⁺ peut réduire l'ORP car c'est la forme réduite du manganèse.
- MnO₂ (dioxyde de manganèse) augmente l'ORP car c'est la forme oxydée du manganèse.
Ainsi, l'influence sur l'ORP dépend de la nature oxydante ou réductrice de chaque substance :
- Oxydants (Fe³⁺, O₂, Cl₂, MnO₂) augmentent l'ORP.
- Réducteurs (Fe²⁺, certaines substances organiques, Mn²⁺) réduisent l'ORP.
Pourquoi l'ORP ne Peut Pas Indiquer avec Précision l'Hydrogène
L'ORP est une caractéristique cumulative de toutes les paires redox présentes dans la solution. Cela rend impossible la détermination d'une substance spécifique, comme l'hydrogène, uniquement sur la base de la valeur de l'ORP.
- Multiplicité des Paires Redox : De nombreuses paires redox peuvent être présentes simultanément dans l'eau, comme Fe²⁺/Fe³⁺, O₂/H₂O, Cl₂/Cl⁻, contribuant à l'ORP global. Cela rend impossible l'isolement de la contribution d'une paire, comme l'hydrogène, sans tenir compte de l'influence des autres paires.
- Influence du pH : Les changements de pH affectent directement l'ORP. Par exemple, une diminution du pH d'une unité augmente l'ORP de l'électrode à hydrogène de 59 mV à 25°C. Cette influence du pH doit être prise en compte lors de l'interprétation de l'ORP, ce qui complique la tâche d'isoler l'hydrogène.
- Complexité des Mesures : L'ORP est mesuré à la surface de l'électrode en contact avec la solution, et ce potentiel mesuré est l'effet cumulatif de toutes les interactions dans la solution. Par conséquent, même si l'hydrogène est présent, son impact sur l'ORP global peut être négligeable par rapport aux autres composants.
Conclusion
Déterminer la présence d'hydrogène dans l'eau uniquement par l'ORP est impossible en raison des nombreux facteurs affectant le potentiel redox. L'ORP mesure le potentiel redox global, qui dépend de tous les oxydants et réducteurs présents, du pH et d'autres conditions. Des méthodes analytiques spécifiques, telles que la chromatographie en phase gazeuse ou des capteurs spécialisés, sont nécessaires pour une détermination précise de l'hydrogène.
