Окислительно-восстановительные процессы в почвах

1. Окислительно-восстановительные реакции (основные понятия и определения)

К окислительно-восстановительным реакциям относят химические реакции, в которых происходит передача электронов от одних частиц (атомов, молекул, ионов) к другим, в результате чего степень окисления атомов, входящих в состав этих частиц, изменяется (Морозов и др., 2003).

Степень окисления – формальный заряд, который можно приписать атому, входящему в состав какой-либо частицы (молекулы, иона), исходя из предположения о чисто ионном характере связи в данной частице (частица состоит из ионизированных атомов).Величина степени окисления выражается в количестве отданных (принятых) электронов (Морозов и др., 2003).

Окислительно-восстановительные процессы осуществляются за счет перераспределения электронной плотности или полного перехода электронов между атомами реагентов (Павлов, 2002).

Процесс передачи электронов называется окислением. Процесс присоединения электронов называется восстановлением.

Вещества, атомы которых в ходе реакции присоединяют электроны –восстанавливаются и называются окислителями (Ox – oxidant). Вещества, атомы которых отдают электроны – окисляются и называются восстановителями (Red - reductant).

Окислительно-восстановительная реакция включает в себя две противоположно-направленных реакции – окисления и восстановления. В такой реакции всегда принимают участие две пары конкурирующих за электроны сопряженных окислителей и восстановителей (редокс-пары).

Окислительно-восстановительная реакция может быть записана в виде двух полуреакций:

Ox₁+ ne = Red₁ (полуреакция восстановления)

и

Red₂– ne= Ox₂ (полуреация окисления).

Суммарная окислительно-восстановительная реакция записывается следующим образом:

Ox₁+ Red₂= Red₁+ Ox₂

Изменение энергии Гиббса для полуреакции восстановления реакции описывается уравнением:

, где

– величина, при которой активности ионов равны 1.