什麼是氧化還原電位
氧化還原電位***Eh***是一個描述介質氧化還原性質相對程度的化學引數,根據Eh值可以直觀的比較介質氧化還原性的強弱。下面是小編整理的，歡迎閱讀。
氧化還原電位就是用來反映水溶液中所有物質表現出來的巨集觀氧化-還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強，電位越低，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，為負則說明溶液顯示出還原性。
氧化還原電位解釋
氧化還原電位 oxidation-reduction potential，redox potential 不論反應形式如何，所謂氧化即失去電子，所謂還原即得到電子，一定伴有電子的授受過程。當將白金電極插入可逆的氧化還原系統AH2 A 2e 2H 中，就會將電子給與電極，併成為與該系的還原能力大小相應電位的半電池。將它與標準氫電極組合所測得的電位即為該系的氧化還原電位。氧化還原電位值Eh是由氧化型 H2 還原型的自由能***或平衡常數***，pH，氧化型與還原型量的比[ox]/[red]等因子所決定，並得出下式：
***R是氣體常數， T是絕對溫度，F是法拉第常數，n是與系的氧化還原有關的電子數***。E′是氧化型和還原型等量時的Eh。在pH為F時稱為標準電位是表示該系所特有的氧化還原能力的指標。將Eh對應還原率做成曲線圖，則得以E0為對稱點的S型曲線。Eh高的系能將Eh低的系氧化，當兩者的Eh相等時則達到平衡。但是，這只是在熱力學上所出現的現象。
氧化還原電位應用
實際上，特別是對大多數生物學上的系統來說，如不加酶和電子傳遞體，就不會發生可認出的反應。氧化還原電位除能直接對電位測定外，尚可根據平衡常數的計算，使用氧化還原指示劑求得。一般生物體內的電子傳遞是從氧化還原電位低的方向朝高的方向，例如，有以NAD→黃素酶→細胞色素C系→O2這樣的方式進行的傾向，但也有因酶的特異性及其抑制而不按這種方式進行的，由於反應成分的濃度，也有可能標準電位低的系統將高的系統氧化的情況。在生物體的氧化還原系統中，多酚類和細胞色素C、a等是在 200-300mV附近，細胞色素b和黃素酶在 0—-100mV，在-330mV位置的是NAD，在-420mV位置的是鐵氧化還原蛋白。在活細胞中，好氧性的細胞電位高，厭氧性的電位低，酶的活性和細胞同化能力以及微生物的生長髮育等也有受氧化還原電位影響的情況。
電位測定
測定意義
對於一個水體來說，往往存在多種氧化還原電對，構成複雜的氧化還原體系。而其氧化還原電位是多種氧化物質與還原物質發生氧化還原反應的綜合結果。這一指標雖然不能作為某種氧化物質與還原物質濃度的指標，但有助於瞭解水體的電化學特徵，分析水體的性質，是一項綜合性指標。
測定方法
以鉑電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，與水樣組成原電池。用電子毫伏計或通用pH計測定鉑電極相對於飽和甘汞電極的氧化還原電位，然後再換算組成相對於標準氫電極的氧化還原電位作為報告結果。
計算式： Ψn = Ψind + Ψref
式中： Ψn ——被測水樣的氧化還原電位，mV;
Ψind ——實測水樣的氧化還原電位，mV;
Ψref ——測定溫度下飽和甘汞電極的電極電位，mV，可從物理化學手冊中查到。
氧化還原電位注意事項
水體的氧化還原電位必須在現場測定。
氧化還原電位受溶液溫度、pH及化學反應可逆性等因素影響。
氧化還原電位及其實際意義
氧化還原電位是水質中一個重要指標，它雖然不能獨立反應水質的好壞，但是能夠綜合其他水質指標來反應水族系統中的生態環境。
呢?在水中，每一種物質都有其獨自的氧化還原特性。簡單的，我們可以理解為：在微觀上，每一種不同的物質都有一定的氧化-還原能力，這些氧化還原性不同的物質能夠相互影響，最終構成了一定的巨集觀氧化還原性。所謂的氧化還原電位就是用來反應水溶液中所有物質反應出來的巨集觀氧化-還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強，電位越低，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，為負則說明溶液顯示出還原性。
我們的過濾系統，除去反硝化，實際都是一種氧化性的生化過濾裝置。對於有機物來說，微生物通過氧化作用斷開較長的碳鏈***或者開啟各種碳環***，再經過複雜的生化過程最終將各種不同形式的有機碳氧化為二氧化碳;同時，這些氧化作用還將氮、磷、硫等物質從相應的碳鍵上斷開，形成相應的無機物。對於無機物來說，微生物通過氧化作用將低價態的無機物質氧化為高價態物質。這就是氧化性生化過濾的實質***這裡我們只關心那些被微生物氧化分解的物質，而不關心那些被微生物吸收、同化的物質***。可以看到，在生化過濾的同時，水中物質不斷被氧化。生化氧化的過程伴隨著氧化產物的不斷生成，於是在巨集觀上來看，氧化還原電位是不斷被提高的。因此，從這個角度上看，氧化還原點位越高，顯示出水中的汙染物質被過濾得越徹底。回到我們始終關注的一個焦點——無機氮上，從無機氮的產生和轉化過程就能很容易看出氧化還原點位所表徵的意義。無機氮的來源是有機氮，比如蛋白質***氨基酸縮聚物***、雜環化物***碳、氮共同構成的環***、重氮、偶氮化物***含有氮-氮三鍵和氮-氮雙鍵的物質***等。由於這些有機氮都是還原性的***這些物質的化學鍵不飽合或者不夠飽和，鍵能不夠大，能夠與氧形成更飽和、更穩定的化學鍵，因此認為他們具有還原性***，容易被氧化，因此顯示出較低的氧化還原電位。經過氨化細菌的氧化作用，有機氮被轉化為無機氮。由於，氨、亞硝酸和硝酸的氧化性是逐漸增強的，隨著硝酸的產生，氧化還原電位將被顯著提高。我們都知道，硝酸是一種氧化性很強的酸，如果水溶液中大量存在硝酸，那麼有機碳是很難存在的，這就是說，較高的氧化還原電位表徵出水溶液中有機物被分解得較為完全。
但是，氧化還原電位是多種物質共同影響的。硝酸根離子在不同的酸鹼度下顯示出來的氧化性是完全不同的，酸性越強，氧化還原電位越高，反之則越低。換句話說，同樣的水質，通過改變氫離子濃度就能夠改變其氧化還原電位。這說明我們不能僅用氧化還原電位來簡單的說硝酸根離子濃度或者說水質的好壞。或者說氧化還原電位的高低並不是水質好壞的比較標準，氧化還原電位並不能單獨用於表徵水質好壞，只是一個參考標準。
那麼我們如何來看氧化還原電位的實際意義呢?總結下來，可以有下面幾種情況：
1. 間接反映水中硝酸等物質的濃度積累程度。在魚缸中，水質是相對穩定的，隨著生化過濾的不斷進行，氧化態的不斷提高，溶液的氧化還原電位是不斷提高的。這個點位的提高與水中高價態的無機離子濃度的積累是正相關的。換句話說，在穩定的水質中，在外界不提供其他無機離子的狀況下，我們能夠由氧化還原電位簡單的估計出硝酸等物質在水中積累的程度。
2. 監測過濾中微生物的氧化效率。上面提到，我們的過濾一般都是處在氧化過濾狀態，不斷提高水溶液的氧化還原電位。實際上，微生物就是利用自己獲得的能量，維持自身及周圍環境在較高的氧化還原電位上。因此，過濾中的水能夠維持在一個較高的氧化還原電位環境上，通過監測過濾中的點位，我們可以間接的瞭解到過濾的效率。反過來，如果使用到一些還原性的過濾系統，比如反硝化過濾。實際上這些細菌就是需要處在較低的氧化還原電位上才能將硝酸還原，那麼我們也可以通過氧化還原電位來估計反硝化是有足夠的條件存在。一般來講，正常的反硝化需要維持氧化還原電位在-200至-400之間，微生物才能獲得足夠的氫來還原硝酸。
3. 反映出水中某些無機物的濃度和水生生物狀態。在一些情況下，我們需要維持水中一些無機物的濃度，比如草缸需要不斷補充二氧化碳。我們知道，二氧化碳實際上就是碳的最高氧化態，無論什麼形式的碳，在被氧化後最終都是形成穩定的二氧化碳。因此我們可以在水中通過氧化還原電位來顯示這種具有碳原子最高氧化態的物質的濃度。換個角度來看這個問題：草缸中，植物通過二氧化碳的吸收來釋放氧氣，而
光線就是二氧化碳轉化為氧氣的催化劑。在光照基本維持恆定的情況下，二氧化碳濃度越高，氧氣就釋放得越多。水中較高的溶解氧則顯示出較高的氧化還原電位。因此還我們可以從氧化還原電位來看出水生植物釋放氧化性物質的效率。
實際上，氧化還原點位能夠反映出很多很多水質問題以及由此帶來的水生生物狀態變化。只要對這個物理化學定義有一定的瞭解，我們就能簡單的利用儀器來獲取很多看不到的資訊。
微生物分為好氧微生物、嚴格厭氧微生物、兼性厭氧微生物、兼性好氧微生物 好氧微生物的定義就是：能夠在有氧氣的地方很好的生長，而且當缺少氧氣時其生長就會受阻。
同樣理解厭氧微生物、兼性微生物。
氧化還原電位主要受環境中氧的影響，同時也受環境的pH值以及環境中的具有氧化還原性質物質的影響。
一般，好氧微生物在氧化還原電位為正時都能生長，而厭氧微生物要求氧化還原電位為負值，其中嚴格厭氧微生物要求氧化還原電位在-400mV以下