Окислительно-восстановительный потенциал и его измерение
Напомним, что такое ОВП. С веществами, растворенными в воде, могут происходить окислительно-восстановительные реакции. Эти реакции связаны с переносом электрона. Если молекула вещества, растворенного в воде, отдает электрон, это процесс окисления.
Если молекула растворенного вещества получает электрон, это восстановление. Когда мы растворяем в воде вещество, то характер процессов, которые с ним могут происходить, определяется свойствами самой воды. Если вода имеет положительный ОВП, она может только отнимать электроны и тем самым поддерживать реакции окисления. Если вода имеет отрицательный ОВП, она может отдавать электроны, т.е. поддерживать реакции восстановления. Поэтому иногда воду с отрицательным ОВП называют «заряженной».В реакциях окисления, как правило, выделяется энергия, но окисляющееся вещество расходуется. Для органических соединений окисление - это разрушение веществ. Реакции восстановления для органических соединений ведут к их росту, образованию новых, более сложных веществ.
Окислительно-восстановительный потенциал измеряется двумя электродами, вводимыми в раствор. Один - электрод сравнения, потенциал которого относительно нормального водородного элемента (НВЭ, нуля в электрохимии) хорошо известен. Часто используется хлор-серебряный электрод сравнения. Его потенциал зависит от температуры и концентрации раствора KCl, которым заправлен электрод [5]. При температуре 20°С и концентрации раствора KCl 3М потенциал хлор-серебряного электрода
относительно НВЭ составляет согласно данным завода-изготовителя +201 мВ.
Второй электрод - платиновый. Платина нейтральна, она никак не взаимодействует с веществами, находящимися в растворе, однако ионы растворённых диссоциированных веществ диффундируют в платину. Между ионами, находящимися в растворе, и диффундировавшими в платину устанавливается равновесие, определяющее потенциал платинового электрода.
Разность потенциалов между платиновым электродом и электродом сравнения измеряется милливольтметром с большим входным сопротивлением (порядка 109 Ом). Между окислительно-восстановительным потенциалом, который в электрохимии отсчитывается относительно нормального водородного элемента, и потенциалом Е, непосредственно измеряемым милливольтметром, существует соотношение:
ОВП = Е
+ Ксравн
где Ксравн - потенциал электрода сравнения относительно НВЭ. Для хлор
серебряного электрода, упомянутого выше, Ксравн = +201 мВ.
Про это соотношение не следует забывать, пользуясь портативными
коммерческими приборами «карандашами», которые показывают потенциал Е.