산화 란 물질 분자 또는 원자가 전자를 잃는 과정을 말하며, 환원는 반대로 물질 분자 또는 원자가 전자를 얻는 과정을 말합니다.

물질의 산화 형과 환원 형의 혼합 계 산화 환원 계라고 부르며, 이 계에서 산화 반응과 환원 반응은 항상 가역적 발생합니다. 

자연계에서 일어나는 많은 물질 변화에서 이 산화 환원 반응은 가장 기본적이고 중요한 반응이라고 합니다. 

[산화 환원 반응의 예]

산화 환원 가역 평형 상태에 있는 수용액에 표준 수소 전극과 백금 전극을 삽입하면 하나의 가역 전지가 구성되어 그 용액의 산화 환원 평형 상태에 따라 일정한 전위차가 감지됩니다. 

이 전위차를 산화 환원 전위 ( O xidation- R eduction P otential)라고 영어의 머리 글자를 따서 ORP라고 표현합니다. 

산화 환원 전위는 다음 식으로 나타낼 수 있습니다.

이 수식은 Eh 는 [ Ox ]이 높아지면 높아져 [ Red ]이 높아지면 낮아지는 것을 의미합니다. 

또한 [ Ox ] / [ Red ]에 좌우된다는 점에서 산화 형과 환원 형의 절대량보다는 비에 의존하는 것을 의미합니다. 

이러한 점에서 산화 환원 전위는 그 용액이 산화하는 경향이 있는지 환원 경향이 있는지를 판단하는 지표가 될 수는 있지만 농도를 특정하는 성격의 것이 아니라는 것을 알 수 있습니다. 

그러나 산화 환원 계의 변화에 대한 저항은 고농도 용액수록 커집니다.

ORP의 측정은 pH 미터의 mV 범위 또는 동등의 입력 저항을 갖는 전위차계와 백금 전극 및 비교 전극을 사용합니다. 

그림 1 과 같이 측정하고자 하는 수용액에 두 전극을 삽입하여 얻은 전위차를 읽습니다 (최근 ORP 측정 용 전극으로 백금 전극과 비교 전극을 일체화 한 복합 전극이 널리 이용되고 있다)

이 경우에 사용되는 비교 전극은 앞서 언급 한 표준 수소 전극과는 달리, 일반적으로 은 / 염화은 전극과 카로메루 전극이기 때문에 얻을 수 전위차는 올바른 Eh 값이 아니기 때문에 주의가 필요합니다. 올바른 Eh 값을 요청에는 사용한 비교 전극 표준 수소 전극 사이의 전위차 ( 표 1 참조)를 측정 한 전위차에 추가합니다.

표 1

                                         예를 들어, 포화 염화은 비교 전극을 이용하여 25 ℃의 수용액을 측정했을 때의 측정 값이 450mV 인 경우, Eh = 450 + 199 = 649 [mV]입니다.