Наблюдение восстановительных реакций в воде, насыщенной водородом

Восстановление молекулярного иода

 В пластиковую бутыль объемом 1 л налили 10 мл раствора KI концентрацией
0,1М. Затем бутыль заполнили до верху водой непосредственно с выхода установки
БЭР-49-М. Так как эта вода содержит озон (0,3 мг/л), то раствор сразу пожелтел. После
этого в бутыль ввели 50 мл водорода. Бутыль положили на бок. Сразу никаких
изменений не наблюдалось, однако на следующий день раствор стал бесцветным.
Бутыль была открыта, значение ОВП = - 606 мВ.  

 Восстановление иода описывается реакцией:
 I2 + 2e−  2I−   
Стандартный потенциал этой реакции Е = + 536 мВ, поэтому восстановление
возможно при ОВП < -536 мВ. В первые часы после введения водорода, как было
показано выше, ОВП на уровне минус 300 ÷ 400 мВ, значение потенциала до минус 600
мВ устанавливается примерно через сутки. Поэтому сразу после введения водорода,
когда потенциал уменьшился ещё недостаточно, изменений цвета раствора не видно, а
через сутки, когда потенциал достигает примерно минус 600 мВ, молекулярный иод
восстанавливается и раствор становится бесцветным.  

Восстановление марганца в растворе перманганата калия

ОВП раствора перманганата калия концентрацией 1 г/л не менялся при введении
водорода и составлял плюс 330 мВ и никаких изменений в растворе при введении
водорода не происходило. Исходный раствор имел ОВП = + 330 мВ, после заполнения
водородом и выдержки в течение нескольких суток значение ОВП оставалось прежним,
цвет раствора не менялся. 

Когда взяли бледный раствор марганцевки (концентрация не более 0,01 г/л),
ситуация изменилась. При введении в бутыль с розовым раствором марганцевки
объемом 0,5 л примерно 150 мл водорода (при этом ОВП падало до минус 790 мВ)
раствор начал менять цвет. Через сутки раствор стал прозрачным, а на дне бутыли
образовался осадок окиси марганца.  

Процесс может идти в две стадии
MnO4− + e−  ↔ MnO42−
MnO42− + 2H2O + 2e− ↔ MnO2↓ + 4OH−  

Стандартный потенциал первой реакции составляет +540 мВ, второй + 580 мВ.
Значение ОВП раствора после выпадения осадка составило минус 530 мВ. Таким
образом, когда количество введенного водорода было недостаточным для
восстановления всего вещества, находящегося в бутыли, ОВП не менялось. Когда
водорода хватило с избытком, выпал осадок продуктов восстановления, и значение
ОВП осталось отрицательным.