Окислительно-восстановительный (редокс) потенциал
 
Известно, что большинство биохимических реакций, лежащих в основе существования живых организмов, связано с окислением одних веществ и восстановлением других. В ходе этих реакций происходит перенос электронов или протонов и перераспределение электрохимических потенциалов. В простых химических системах окислительно-восстановительный потенциал, или редокспотенциал, определяется окислительной или восстановительной способностью компонентов по отношению друг к другу или к выбранному для измерения электроду. Редокспотенциалы измеряются в милливольтах и по аналогии с рН могут быть пересчитаны либо в показатель гН, отражающий давление водорода, либо в ЕН — показатель активности электронов. Первая величина характеризует восстановительную, а вторая — окислительную способность среды. Величины pH, rН и Еh связаны соотношением
Еh = 0,029(rН-2рН).
 
В восстановительной среде значения редокспотенциалов отрицательны (меньше 0), в сильно окисленной среде они превышают +200 милливольт. Значения от 0 до +200 милливольт характеризуют системы со средней восстановительной или окислительной способностью. В водоемах со значительным содержанием кислорода Еh достигает +300 милливольт и более, а rH, соответственно, приближается к своему максимальному значению, равному 42. Известно, однако, что концентрация кислорода в поверхностных и придонных слоях водоемов резко различается, что лежит в основе изменения Еh. Еще более значительным является перепад Еh в грунте.
 
Одум (1975) выделяет на вертикальном разрезе морских осадков три зоны в зависимости от редокспотенциала. Верхняя, окисленная зона содержит такие продукты, как кислород, углекислый газ, а также ионы Fe+ и NO3-. Эти вещества являются результатом жизнедеятельности хемо- и фотосинтезирующих организмов средней (переходной) или анаэробных микроорганизмов нижней (восстановительной) зоны. Последняя содержит такие восстановители, как сероводород (H2S), метан (СН4), аммиак (NH3). Основными обитателями этой зоны являются серобактерии, бактерии, восстанавливающие метан, а также нитритные и нитратные бактерии, переводящие аммиак и соли аммония сначала в нитрит-ион NO2-, а затем NO2-; в нитрат-ион NO3-, который проникает в верхние слои и в дальнейшем используется растениями. Из сказанного становится понятным, что окислительно-восстановительный потенциал может найти применение не только для оценки окислительной или восстановительной способности среды, но и для активного вмешательства в протекающие в ней процессы.
 

Определить значение окислительно-восстановительного потенциала можно с помощью специальных индикаторов.

 
Окислительно-восстановительные индикаторы
     
Индикатор Eh (pH=7) rh
     
 м-Бромфенолиндофенол +0,248 22,3
 о-Крезолиндофенол +0,195 20,5
 о-Крезолиндо-2.6-дихлорфенол +0,181 20,1
 1-Нафтол-2-сульфонатиндофенол +0,119 18,0
 Толуиленовый синий +0,115 17,9
 Метиленовый синий +0,011 14,4
 К4-Индиготетрасульфонат —0,046 12,5
 К3-Индиготрисульфонат —0,081 11,3
 К2-Индигосульфонат —0,125 9,9
 
Если краситель при введении в систему обесцвечивается, это означает, что его потенциал больше ("положительнее") потенциала исследуемой системы.
 
"Жизнь в аквариуме", М.Бирк, Н.Гольдштейн, Рига, издательство "Звайгзне", 1979
 
Назад