Окислительно –восстановительные реакции

В природных водах могут присутствовать окислители и восстановители, поэтому природная вода обладает окислительно-восстановительными свойствами, и в ней могут протекать окислительно-восстановительные реакции. Характеристикой окислительно - восстановительных свойств природной воды является ее окислительно - восстановительный потенциал (Е). Чем выше окислительно-восстановительный потенциал, тем более высокими окислительными свойствами обладает данный раствор. Для большинства систем окислительно-восстановительный потенциал зависит от рН. Графически такая зависимость изображается диаграммами Пурбе (Рис.).

Вода сама по себе может выступать как окислитель (восстанавливается с выделением водорода) и как восстановитель (окисляется с выделением кислорода), поэтому окислительно –восстановительный потенциал водных растворов ограничен (см. Рис.). Реально область устойчивости водных растворов несколько шире по кинетическим причинам (сильные окислители/восстановители с потенциалами, близкими к границам устойчивости воды, восстанавливаются /окисляются очень медленно).

Окислительно–восстановительный потенциал определяет направление протекания окислительно –восстановительных процессов в природной воде. Как и рН, он задается главными компонентами природных вод (а именно, потенциал – определяющими компонентами). На Рис. 38 отмечены области рН и Е природных вод разного происхождения. Наряду с рН, потенциал определяет формы существования подчиненных компонентов. Преобладающие формы подчиненных компонентов также можно нанести на диаграмму Пурбе (Рис. 39, 40, 43 и др.). Если на диаграмму Пурбе для определенного элемента наложить область значений рН и Е в водоеме, то можно понять, какая форма элемента будет в нем преобладать.

Следует, однако, помнить, что, в отличие от кислотно – основных, окислительно –восстановительные реакция могут протекать медленно, поэтому в растворе могут одновременно присутствовать окислители и восстановители, которые по диаграммам Пурбе должны прореагировать. Например, сульфат – ион способен неограниченно долго существовать при низких значениях Е, в области существования сероводорода. Объясняется это тем, что сульфат – ион восстанавливается крайне медленно. Реально в окружающей среде его могут восстановить только сульфатредуцирующие бактерии — без живых организмов сульфаты не восстанавливаются.