в ЕС
Основные понятия
- ОВП (Окислительно-восстановительный потенциал) — это мера способности раствора отдавать или принимать электроны в ходе химических реакций. ОВП измеряется в милливольтах (мВ) и часто используется для оценки качества воды, включая её чистоту и антиоксидантные свойства. Однако ОВП не может точно определить наличие водорода в воде. Давайте разберемся, почему это так.
- Водород: Химический элемент с символом H, который в воде может существовать в виде молекулярного водорода (H₂) или водородных ионов (H⁺).
Cуществует ошибочное мнение, что понижение ОВП, например, воды, полезно. И щелочная вода ионизаторов полезна, потому что имеет низкий ОВП Это не так. Только наличие водорода, а не ОВП, обуславливает пользу для здоровья.
Многие жидкости с низким ОВП вредны для здоровья.
Обычно, - с высоким содержанием химических восстановителей или содержат токсичные вещества. Вот несколько примеров:
Отработанные растворы для гальваники - Используемые в промышленности, эти растворы содержат опасные химические вещества, которые могут быть токсичными.
Сточные воды промышленных предприятий - Могут содержать различные восстановительные вещества и токсичные компоненты.
Антифриз (этиленгликоль) - Обладает низким ОВП, но является крайне токсичным при употреблении внутрь.
Растворы для травления металлов - Используемые в процессе травления, эти растворы содержат химические вещества, которые могут быть вредны для здоровья.
Некоторые виды бытовой химии - Очистители и растворители, содержащие сильные химические восстановители.
Эти жидкости могут содержать опасные вещества и представлять серьезную угрозу для здоровья при неправильном обращении или употреблении.
Проблема использования ОВП для определения водорода
Проблема заключается в том, что ОВП не дает прямого указания на наличие водорода. ОВП измеряет общий редокс-потенциал среды, который определяется множеством других факторов и веществ, присутствующих в воде. Вот несколько примеров таких веществ:
- Железо (Fe²⁺ и Fe³⁺):
- Fe²⁺ может понижать ОВП, так как это восстановленная форма железа.
- Fe³⁺ может повышать ОВП, так как это окисленная форма железа.
- Кислород (O₂):
- Кислород, будучи сильным окислителем, повышает ОВП. Растворенный кислород увеличивает редокс-потенциал воды.
- Органические вещества:
- В зависимости от природы органических веществ, они могут как понижать, так и повышать ОВП.
- Например, гуминовые кислоты часто действуют как восстановители, понижая ОВП.
- Марганец (Mn²⁺ и MnO₂):
- Mn²⁺ может понижать ОВП, так как это восстановленная форма марганца.
- MnO₂ (диоксид марганца) повышает ОВП, так как это окисленная форма марганца.
Таким образом, влияние на ОВП зависит от окислительного или восстановительного характера каждого вещества:
- Окислители (Fe³⁺, O₂, Cl₂, MnO₂) повышают ОВП.
- Восстановители (Fe²⁺, некоторые органические вещества, Mn²⁺) понижают ОВП.
Почему ОВП не может точно указать на водород
ОВП является суммарной характеристикой всех окислительно-восстановительных пар, присутствующих в растворе. Это делает невозможным определение конкретного вещества, такого как водород, только по значению ОВП.
- Множественность редокс-пар: В воде могут присутствовать многие редокс-пары одновременно, такие как Fe²⁺/Fe³⁺, O₂/H₂O, Cl₂/Cl⁻, которые вносят свой вклад в общий ОВП. Это делает невозможным выделение вклада одной пары, такой как водород, без учета влияния других пар.
- Влияние pH: Изменение pH напрямую влияет на ОВП. Например, уменьшение pH на единицу увеличивает ОВП водородного электрода на 59 мВ при 25°C. Это влияние pH необходимо учитывать при интерпретации ОВП, что усложняет задачу выделения водорода.
- Сложность измерений: ОВП измеряется на поверхности электрода, который контактирует с раствором, и этот измеренный потенциал является суммарным эффектом всех взаимодействий в растворе. Поэтому, даже если водород присутствует, его влияние на общий ОВП может быть незначительным по сравнению с другими компонентами.
Заключение
Определение наличия водорода в воде исключительно по значению ОВП невозможно из-за множества факторов, влияющих на редокс-потенциал. ОВП измеряет общий редокс-потенциал, который зависит от всех присутствующих окислителей и восстановителей, pH и других условий. Для точного определения водорода необходимы специфические методы анализа, такие как газовая хроматография или специализированные сенсоры.
