[기본서 내용]
Eh값(산화환원전위, Oxidation-Reduction Potential)은 토양 내에서 어떤 물질이 전자를 잃고 산화되거나, 전자를 받고 환원되려는 경향의 강도를 나타내는 지표입니다.
주요 특징과 내용은 다음과 같습니다.
- 정의 및 측정: 산화환원계 용액에 불활성인 백금전극을 담갔을 때, 전극과 용액 사이에 생기는 전위차를 의미합니다. 표준수소전극의 전위차($Eh = 0\text{V}$)를 기준으로 상대적인 값을 측정합니다.
- 단위: 볼트(V) 또는 밀리볼트(mV)로 표시합니다.
- 수식(Nernst 공식): $25^\circ\text{C}$에서 다음과 같이 나타냅니다.
$$Eh = E^0 + \frac{0.0592}{n} \log \frac{[\text{Ox}]}{[\text{Red}]}$$
(이때 $E^0$는 표준산화환원전위, $[\text{Ox}]$는 산화상태 물질의 농도, $[\text{Red}]$는 환원상태 물질의 농도입니다.) - 값의 의미:
- $+$ 쪽으로 클수록: 산화상태 물질의 비율이 높으며, 상대적으로 산화 조건임을 나타냅니다.
- 값이 낮을수록(또는 $-$ 방향): 환원상태 물질의 비율이 높으며, 상대적으로 환원 조건임을 나타냅니다.
- 토양의 범위: 대개 $800\text{mV}$에서 $-400\text{mV}$ 사이의 값을 가집니다.
- 토양에서의 중요성:
- 철(Fe), 망간(Mn), 질소(N), 황(S) 등 양분의 화학적 형태와 용해도, 유효도를 결정합니다.
- 예를 들어, 통기성이 나쁜 환원 상태의 논토양에서는 $Eh$값이 낮아지며, 이때 산소 대신 $\text{NO}_3^-$, $\text{Fe}^{3+}$, $\text{Mn}^{4+}$ 등이 전자수용체로 이용되어 환원 반응이 일어납니다.
- $pE$와의 관계: 전자활동도($[e]$)의 역수의 로그값인 $pE$와는 다음과 같은 관계가 성립합니다.
$$Eh(\text{V}) = 0.0592 \times pE$$