Окислительно-восстановительный потенциал воды

Несколько дней назад в комментариях у нас на сайте спросили, способен ли минерализатор изменять окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) воды. Поскольку этот показатель не является параметром качества воды в Украине, а используется в совершенно других процессах, не имеющих отношения к питьевой водоподготовке, мы решили поискать причину, по которой у посетителя нашего сайта возник этот вопрос.

Если “погуглить” на первых позициях результатов поиска отрицательный ОВП воды описывается, как определитель “живой” и “мертвой” воды. Поскольку мы живем в эпоху высококачественной аналитической химии и доказательной медицины, такие материалы вызывают некоторый скепсис.

Поэтому мы пошли искать подтверждения или опровержения целебным свойствам такой воды в научной литературе. Этот материал будет о том, что мы знали ранее, и что обнаружили в наукометрических базах.

Нормативные значения

Для начала рассмотрим национальные и международные стандарты на питьевую воду.

Данный показатель не нормируется, поскольку не определяет каких либо истинных показателей качества воды. Его нет ни в ГСанПиН 2.2.4-171-10 «Гигиенические требования к воде питьевой, предназначенной для потребления человеком», который нормирует качество питьевой воды в Украине, ни в документах Всемирной организации здравоохранения, ни в стандартах питьевой воды европейских стран.

В документах ВОЗ, которые описывают оценку качества воды, редокс-потенциал (другое название ОВП) описывается исключительно в качестве показателя, определяющего эффективность хлора как обеззараживающего реагента, а также предварительной оценки вероятности наличия в воде определенных поллютантов.

Что значит ОВП воды?

Окислительно-восстановительный потенциал (reduction-oxidation reaction) или redox потенциал характеризует способность вещества присоединять к себе ионы или восстанавливаться.

В воде всегда находится определенное количество веществ, которые являются окислителями и восстановителями. Эти вещества формируют окислительно-восстановительные пары, которые начинают обмениваться электронами. Они имеют отрицательный заряд (1 электрон отбирает одну единицу заряда атома).

Восстановитель, наример, сероводород — это вещество, атомы которого могут отдавать электроны, то есть быть их донором.

Окислитель, например, перекись водорода — это вещество, атомы которого способны присоединять к себе электроны, то есть быть их акцептором.

В ходе реакции окисления заряд атомов-окислителей падает, поскольку присоединенные электроны имеют отрицательный заряд. А вот заряд атомов-восстановителей повышается, поскольку они отдают негативно заряженные электроны. Пара состоящая из донора и акцептора называется окислительно-восстановительной.

Зависимость ОВП от pH

Если окислители, которые участвуют в паре, содержат кислород, например, Cr₂O₇^2-, CrO₄^2-, MnO₄^-), при увеличении концентрации ионов H⁺ (уменьшении pH) значение окислительного потенциала растет. В случае роста концентрации ионов OH^- (повышении pH) потенциал падает. То есть чем выше pH, тем ниже потенциал.

Также играет роль концентрация восстановителя или окислителя. В данном случае использование ионизатора для воды действительно снизит ОВП вместе со снижением pH. О том, как работает ионизатор, мы уже писали ранее.

О чем говорит величина и знак ОВП?

Это значение позволяет предсказать какие свойства будет иметь раствор — окислительные или восстановительные. Чем выше значение ОВП пары, тем выше будет ее окислительный потенциал, и наоборот.

Практически все процессы, происходящие в водах, имеют отрицательный потенциал. В конечном итоге без добавления посторонних веществ вопрос будет заключаться в концентрации ионов.

Почему реакции не происходят постоянно?

Это очень важный вопрос. На самом деле в воде постоянно происходят определенные процессы. Но далеко не все. Например, из нее в обычных условиях не выпадает металлический кальций или натрий, и не выделяется водород.

Даже если есть потенциал (не важно отрицательный или положительный), реакция не обязательно произойдет. На рисунке изображен мяч, который стоит над склоном, но не двигается. Чтобы он начал движение, ему нужен толчок, который называется энергией активации. Если требуемая энергия активации слишком высока, реакция может никогда не произойти. Большинство вероятных реакций, которые можно предсказать, не происходят, как в воде, так и в биологических средах.

Также нельзя забывать, что вода имеет отрицательный редокс-потенциал. Понизить его можно как раствором с молекулярным водородом (или раствором аскорбиновой кислоты), так и ионами тяжелых металлов, например, алюминия. Поэтому важно помнить, что любые манипуляции стоит производить только с чистой водой.

Как работает ОВП-метр?

Окислительно-восстановительный потенциал воды (как и любого другого раствора) измеряется специальным прибором. Фактически ОВП-метр — это потенциометр или вольтметр. Он способен измерять ту самую электродвижущую силу, которую вызывают электроны, переходящие из вещества-восстановителя к веществу-окислителю.

Измерение производится на специальном электроде с датчиком и преобразователем, который передает показатели на экран.

Единицей измерения ОВП являются мВ (милливольты).

Доказательная база

Ученые выяснили, что ОВП всех жидких сред человеческого организма всегда будет отрицательным.  Поэтому некоторые ученые допускают, что потребление жидкостей, имеющих отрицательный (восстановительный) потенциал, будет положительно сказываться на здоровье.

Тем не менее клинических исследований, подтверждающих эффективность такой воды в отношении улучшения самочувствия, мы не смогли найти. Большинство публикаций касаются лабораторных экспериментов или методов получения воды. Часть из исследований производились для маркетинговых целей того или иного производителя ионизаторов воды.

Важно также отметить, что жидкости свежих овощей и фруктов имеют отрицательный потенциал, а вот приготовленные продукты питания, напитки, вода из водопровода имеют положительные значения потенциала.

Природные воды также крайне редко имеют отрицательный потенциал, как, например, воды, полученные из горных ледниковых источников.

Выводы

1. Окислительно-восстановительный потенциал не является нормативным показателем качества воды, поэтому производить оценку воды, которую вы потребляете по его значению, не стоит.
   
2. Польза или вред для здоровья человека такой воды не доказана.
3. Влиять на редокс-потенциал воды могут не только безопасные вещества, а и потенциальные токсиканты.