Окислительно-восстановительный потенциал почвы

Окислительно-восстановительные реакции и процессы

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОСТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЧВАХ

Почва - это сложная окислительно-восстановительная система. В ней присутствует большое количество разнообразных веществ минеральной и органической природы, способных вступать в реакции окисления и восстановления, благодаря чему в ней активно протекают окислительно-восстановительные процессы, оказывающие существенное влияние на ход почвообразования. С окислительными реакциями связаны процессы гумификации растительных остатков; с реакциями как окисления, так и восстановления - изменение степени окисленности железа, марганца, азота, серы и других элементов.

Реакции окисления и восстановления всегда протекают одновременно. В них участвуют два или несколько веществ, одни из которых теряют электроны и окисляются (реакция окисления) другие приобретают электроны и восстанавливаются (реакции- восстановления). Донор электронов называется восстановителем (он окисляется), а акцептор - окислителем (он восстанавливается). В общем виде реакцию окисления-восстановления можно представить следующим образом:

Ox+ne^-‪↔Red

где Ох - окислитель; Red - восстановитель; е - электроны; n- число электронов, участвующих в реакции.

Направление окислительно-восстановительной реакции определяется степенью легкости отдачи электронов восстановителем и прочности их связывания окислителем. Часть протекающих в почве окислительно-восстановительных реакций имеет обратимый характер, но большинство из них идет необратимо. Примером обратимых реакции могут служить реакции окисления и восстановления железа и марганца; необратимые реакции - это в основном реакции окисления органических веществ, некоторые·реакции, связанные с превращением соединений азота и серы.

Окислительно-восстановительный потенциал - количественная характеристика, определяющая окислительно-восстановительное состояние или окислительно-восстановительную обстановку почв.

Окислительно-восстановительным потенциалом почвы (ОВП) – разность потенциалов, возникающая между почвенным раствором и электродом из инертного металла (платины), помещенным в почву. Измеряется ОВП при помощи потенциометра. В качестве электрода сравнения используют каломельный электрод. Выражается ОВП, как правило, в милливольтах. ОВП обозначают символом Eh (ОВП по отношению к водороду) и выражают отношением активностей окисленной (Ох) и восстановленной (Red) форм соединений.

Чем больше стандартный потенциал системы, тем более сильным окислителем является ее окисленная форма и тем более слабым восстановителем - восстановленная форма. Так, в почве сильными окислителями являются О₂, C1₂, МnО₄^- (в кислой среде); Fе^З+, NОз^- - окислители более слабые. К сильным восстановителям относятся Na⁺, Са²⁺, SO₄^2-, Fe²⁺. Различные соединения железа, азота, серы в зависимости от условий, в которых идут реакции, могут выступать либо как окислители, либо как восстановители. Однако при этом необходимо учитывать, что в почвах многие элементы редко находятся в виде простых ионов. В большинстве случаев они находятся в виде комплексных соединений. Поэтому стандартные потенциалы ряда таких пар, как Fе^З+ /Fe²⁺; Мn⁴⁺ /Mn²⁺; NОз^- / NO₂^- и некоторых других, отличаются от табличных значений для простых ионов.

Дата добавления: 2014-01-20