ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, - Сторінка 3 - Аквафорум

M.D.Jeorgick · 03.02.2004, 02:29

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ,
rH

Окислением называется отдача электронов, в результате чего степень окисления элемента повышается. Восстановлением называется присоединение электронов, в результате чего степень окисления элемента понижается.

Окислительные и восстановительные процессы тесно связаны между собой, так как химическая система только тогда может отдавать электроны, когда другая система их присоединяет. Такие системы называются окислительно-восстановительными.
Превращения веществ, при которых происходит перенос электронов , называются окислительно-восстановительными реакциями.

Восстановитель и окислитель, различающиеся только числом электронов, образуют окислительно-восстановительную пару, например, Cl2/Cl-. В окислительно-восстановительной реакции всегда участвуют две окислительно-восстановительные пары. Например, в реакции

2K + Cl2 => 2K+Cl-
это пары Cl2/Cl- и K/K+.

Окислительно-восстановительный (редокс-) потенциал служит количественой мерой окислительной способности редокс-системы по сравнению со стандартным водородным электродом. Окислительно-восстановительные пары, потенциал которых по отношению к стандартному водородному электроду отрицателен, действуют на систему как восстановители. Окислительно-восстановительный потенциал измеряется в вольтах. Методика определения редокс-потенциала весьма сложна и требует наличия сложного и дорогостоящего оборудования, так что к большому сожалению в аквариумистике на практике применяется крайне редко.

Самым мощным окислителем в природной и аквариумной воде является кислород. С химической точки зрения существуют и более сильные окислители, но они не играют в природе существенной роли. Ему противостоит, как восстановитель, комплекс, состоящий в основном из азотсодержащих веществ, образовавшихся в результате разложения органических остатков и группа соединений металлов с переменной валентностью (например, железа). То есть по отношению к толще воды атмосфера играет роль поставщика окислителя, а дно - поставщика восстановителей.

Для составления представления о "питательном климате" в воде наилучшим образом подходит такой показатель, как rH. Он вычисляется по формуле

rH = Е/28,9 + 2рН,

где Е - редокс-потенциал в мВ, при допущении, что при изменении рН на 1 единицу потенциал Е меняется на 57,5 мВ (при температуре 18оС).

Так же как и величина рН по определению представляет собой отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, так и rH - отрицательный десятичный логарифм давления водородных ионов в редокс-системе. Как не одни водородные ионы определяют рН раствора, так не одни они пределяют и rH окислительно-восстановительной системы. Но как при помощи рН можно определенным образом охарактеризовать систему кислота-щелочь, так и при помощи rH можно определенным образом охарактеризовать редокс-систему.

Величина rH изменяется от 0 до 42. Увеличение rH соответствует увеличению окислительных свойств системы. Величина rH 0 соответствует системе с очень сильными восстановительными свойствами, в то время как rH 42 соответствует потенциалу так называемого кислородного электрода (такой величины rH можно достичь в растворах очень сильных окислителей, например, хромпике). Обычно о системе с rH выше 25 говорят как и об окислительной, а с rH меньше 20 - как о восстановительной. При этом не следует забывать, что понятия окислительный и восстановительный - относительно.

40-42 Атмосфера кислорода (наибольшая степень окисления
35 сильное окисление
30 умереное окисление
25 слабое окисление
20 слабое восстановление
15 умеренное восстановление
10 сильное восстановление
0-5 Атмосфера водорода (наибольшая степень восстановления)

Подобно тому как лишь часть диапазона рН применима в аквариумистике, так и лишь часть диапазона rH приемлема для жизни рыб и растений. Это диапазон от 16 до 36. Нормальный же диапазон для питания растений 27-36.

В различных опытах и замерах вод в аквариумах установлено, что водные растения не имеют конкретного числового значения оптимума rH, а предпочитают какие-то небольшие его диапазоны. Самую низкую ступень с диапазоном 27,5 - 28,5 явно занимают криптокорины.

На практике можно встретить аквариумы с rH 28,5, но ниже редко. Большинство аквариумов имеют rH около 29 и образуют нормальный "питательный климат" для растений родов Echinodorus, Heteranthera, Vallisneria и др., а rH выше 30 подходит для Elodea, Cabomba, Myriophyllum и зеленым водорослям.

Xимик_UA · 29.05.2011, 11:03

кирпич,
Вполне функцинальный метод оценки окисляемости воды (не окислительно-восстановительного потенциала), однако, в большинстве случаев просто опциональный, как и все остальные тесты.
Парадоксальная мысль: сама по себе органика во многих случаях (например, аминокислоты, дубильные вещества итд) довольно безвредна , но продукты окисления этих же аминокислот - аммиак/аммоний, нитриты значительно более токсичны. Плюс бактериальная муть, которая как минимум является огромным дышащим ртом.
Т.е. - решение вопроса фильтрации (не чудо-фильтром со столовой ложкой "биокерамики" и чайной ложкой активированного угля), подмены/протока, своевременная сифонка, правильное кормление, отсутствие перенаселения, адекватное количество простейших в содержании растений и все - никакие заморочки с ОВП или окисляемостью не нужны.

кирпич · 29.05.2011, 22:27

Цитата:

Допис від Xимик_UA

Т.е. - решение вопроса фильтрации ... подмены/протока...

Совершенно верно.
Оффтоп

Xимик_UA · 29.05.2011, 23:25

кирпич,
Оффтоп

Диаптомус · 07.06.2011, 13:30

За три года жизни не разу не пришло в голову провести подобный тест......а зачем???

кирпич · 07.06.2011, 22:32

Цитата:

Допис від Диаптомус

За три года жизни не разу не пришло в голову провести подобный тест......а зачем???

Значит не было проблем, которые бы подтолкнули к этому тесту...

Петр · 08.06.2011, 03:22

Цитата:

Допис від M.D.Jeorgick

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ,rH
Методика определения редокс-потенциала весьма сложна и требует наличия сложного и дорогостоящего оборудования, так что к большому сожалению в аквариумистике на практике применяется крайне редко.

ИМХО.
Тема окислительно-восстановительного потенциала, с легкой руки глубокоуважаемого М.Д.Махлина, продолжает." будоражить умы" аквариумистов бывшего СССР уже не одно десятилетие. Вот только реальных исследований этого вопроса не встречал, все больше теоретические рассуждения на эту тему. Казалось бы чего проще, берем платиновый электрод, запускаем аквариум, и измеряем в процессе его жизни и роста в нем растений данный параметр, и выкладываем в виде таблиц для всеобщего обозрения.

А уж затем затеваем очередную дискуссию.

А так получается очередное бла, бла, бла. Хотя может быть для "общего развития мозга" полезно.

Петр · 08.06.2011, 03:53

Цитата:

Допис від кирпич

Ну не всегда прозрачная и "чистая" вода - значит отсутствие органики....

Я бы даже сказал более жестко. Запредельные значения продуктов распада "органики" (амиак-амоний-нитриты-нитраты) за всю свою достаточно толгую практику декоративного рыбоводства, я встречал только в кристально прозрачной воде. Ну может с чуть заметным желтоватым оттенком, и то не всегда. При этом бывали случай тотальной и быстрой гибели рыбы при стандартной, 30 -50 %, подмене воды. В первый раз это вызвало шок и полное непонимание ситуации. Как же так? Ведь мы улучшаем качество воды, а получаем обратный результат? Но тесты упрямо показывали, что в данном случае смерть рыбы происходила на фоне резкого увеличения концентрации амиака. Т.е. когда мы имеем в воде концентрации продуктов азотного цикла близкие к критическим, частичная смена воды приводит к восстановлению аммония до аммиака, а последний, будучи значительно более токсичным убивает рыбу. Поэтому, ИМХО, смена воды в таких ситуациях может быть только полной.

Xимик_UA · 08.06.2011, 08:28

Цитата:

частичная смена воды приводит к восстановлению аммония до аммиака

Переход аммония в аммиак не окислительно-восстановительный процесс, а кислотно-основный. Т.е. - повысили рН - часть солевого аммония перешла в аммиак.

Starcomputer · 08.06.2011, 08:54

Цитата:

Допис від Петр

Вот только реальных исследований этого вопроса не встречал,

"Ботаника для аквариумиста" Игоря Шереметьева. Приведены даже данные по оптимальному ОВП для разных растений.

Кокан · 08.06.2011, 12:00

Цитата:

Допис від Xимик_UA

Переход аммония в аммиак не окислительно-восстановительный процесс, а кислотно-основный.

Да, да... Если есть возможность редактирования, уберите хотя бы выделение жирным... Это не верный термин.

Петр · 08.06.2011, 15:05

Цитата:

Допис від Starcomputer

"Ботаника для аквариумиста" Игоря Шереметьева. Приведены даже данные по оптимальному ОВП для разных растений.

К сжалению эта ссылка не корректна. У И.Шереметьева этот вопрос освещен не более подробно чем у М.Д. Махлина. Более подробно и правильно применительно к аквариумистике редокс потенциал рассмотрен у И.Г Хомченко. "Современный аквариум и химия". Но и у него нет ни динамики этого показателя в аквариуме ни тем более реальных измерений в реально существующем травнике. О чем собственно я и пытаюсь сказать.

Петр · 08.06.2011, 15:07

Цитата:

Допис від Xимик_UA

Переход аммония в аммиак не окислительно-восстановительный процесс, а кислотно-основный. Т.е. - повысили рН - часть солевого аммония перешла в аммиак.

Свою ошибку и глубину падения полностью осознал. Буду исправляться.

Starcomputer · 08.06.2011, 15:10

Цитата:

Допис від Петр

Но и у него нет ни динамики этого показателя в аквариуме ни тем более реальных измерений в реально существующем травнике.

Наверно не настолько это важно, иначе бы все уже меряли.
Хотя у меня акваконтроллер поддерживает редокс-электроды, прикупить что-ли да понаблюдать ?

Динамика там за сутки пишется.

Петр · 08.06.2011, 18:36

Вот и я о том же. Пока о редокс потенциале больше говорят, и в основном на уровне бла, бла, бла. Исправно переписывая информацию друг у друга. Интересно было бы посмотреть, как этот показатель ведет себя в реальном аквариуме, может и окажется, что очень даже нужно контролировать. За примерами ходить не нужно, кто из акварумистов еще 15 лет назад мерял ТДС. А сейчас чуть не у каждого, по крайней мере у травников, в каждой руке по ТДС-метру.

Starcomputer · 08.06.2011, 18:49

Цитата:

Допис від Петр

Интересно было бы посмотреть, как этот показатель ведет себя в реальном аквариуме, может и окажется, что очень даже нужно контролировать.

Ну я как раз 160 литров запустил в воскресенье .......