Redox Nedir, Ölçümü

Su Kimyası  Redox : 
Akvaryumlarda Kullanımı

Redoks Ölçümü;

Redoks ( ORP ) Oxidation Reduction Potential Genel Bilgisi

 

• Genel Bilgiler


  Redoks ( veya ORP - Oxidation Reduction Potential ), bir solüsyonun redüksiyon veya oksidasyon gücünün ölçüsüdür. Mesela yanma, çok hızlı gerçekleşen bir oksidasyon ve redüksiyona bir örnektir. Bir başka örnek şöyle verilebilir : bir hidrokarbondan çıkan karbon oksijen ile birleşip karbondioksiti, hidrojen ise yine oksijen ile birleşip suyu meydana getirir; burada karbon ve hidrojen okside olmuştur, oksijen ise redükte olmuştur ( azalmıştır ). Oksijenin demir ile birleşerek demir oksitlerini meydana getirmesi , yani paslanma, daha yavaş bir redoks örneğidir. Burada, demir okside olmuş ve yine oksijen redükte olmuştur.

Akvaryumculuk açısından redoksun bir çok uygulama amacı vardır. Bakteriler ve yosunlar, aslında karbon ve hidrokarbonlardan meydana gelmişlerdir. Eğer ortamda yüksek derecede okside edici bir madde var ise ( mesela klor, potasyum permanganat, vs. ), bu organizmaları oluşturan karbon ve hidrokarbonlar, okside edici madde tarafından kelimenin tam manası ile YAKILARAK, karbondioksit ve suya dönüştürülürler.

Bütün oksidasyona ve redüksüyona sebep olan maddelerin tepkimeleri bittiği zaman, bir denge noktası oluşur. Bu noktada genellikle bir fazlalık  vardır. İşte bu fazlalık maddeler, solüsyonun redüksiyon veya oksidasyon gücünü oluştururlar.


PH -GH -KH - PH - Isının pH Üzerindeki Etkisi :


pH değeri, ısıdan etkilenir. Bu etkiyi hesaba katıp katmamak aslında değeri ölçülecek maddenin bulunabileceği ısı aralığıyla önem kazanır. Aşağıdaki tabloda, standard pH kalibrasyon sıvılarının ( pH tampon solüsyonlarının ), farklı ısılarda aldıkları pH değerleri verilmiştir. Akvaryumculukta kullanılan su sıcaklıkları genellikle 20 - 30 °C arasında olduğu için, bu sıcaklıklar arasında pH değerinin çok fazla oynamadığı görülür. Bu durumda - bence - akvaryumculuktaki kullanımında, pH değerinin ısıya bağımlılığının hesaba katılması çok önemli değildir. pH ölçümü bölümünde bahsi geçen ve sıcaklığın pH üzerindeki etkisini bir ısı sensörü kullanarak otomatik olarak kompanse eden ph ölçüm cihazları mevcuttur. Bu cihazların ölçülen suyun sıcaklık değerini manual olarak cihaz üzerinde ayarlatan modelleri de - bir parça daha ucuz fiyata - vardır. Genelde akvaryumunuzdaki su sıcaklığının en fazla birkaç derece değişeceği düşünülürse, bir defa sıcaklık ayarlandıktan sonra bir daha değişikliğe nadiren ihtiyaç duyulacağı ortadadır. Ancak, bir kaç akvaryumunuz var ise, bunlar arasındaki ısı farklarını ayarlamak ile uğraşmak yerine otomatik ısı ayarlı bir cihaz kullanmayı tercih edebilirsiniz.
pH Standard Tampon Solüsyonlarının Sıcaklığa Bağlı Değer Değişimleri
pH 7.00 Standard
Tampon Solüsyonu pH 4.00 Standard
Tampon Solüsyonu pH 10.00 Standard
Tampon Solüsyonu

 

Akvaryumculuktaki Kullanımı :


Genel manada redox akvaryumculukta su kalitesinin ölçümü, biyolojik filtrasyonun çalışma veriminin ölçümü ve nitrat filtrelerinin çalışmalarının kontrolü amacıyla kullanılır.

Bir akvaryumdaki redüksüyon ve oksidasyon aktivitesinin bir kısmı organizmaların canlı hücreleri içinde gerçekleşir. Bu organizmalar, akvaryumun metabolizmasını oluşturan balıklar, bitkiler ve bakterilerdir. Bu organizmalar suya çeşitli maddeler alıp verirler. Organizmaların içindeki aktiviteler, akvaryum suyunda redox değeri değişmesine sebep olmaz. Sudaki amonyum, amonyak, nitrit ve nitrat oranları da redox’ u doğrudan değiştiren etkenler değillerdir. Bu saydıklarımızdan geri kalanlar çeşitli redox - aktif özellikleri bulunan ağır metaller ile eriyik haldeki redox - aktif özellikleri olan organik maddelerdir. Bunların birbirleriyle olan tepkimeleri, akvaryum ortamının redox’ unun değişmesine sebep olsa da, genelde ağır metaller akvaryum ortamında çok eser miktarlarda bulunduğundan bu etki yüksek değildir.

Akvaryum ortamındaki redox değerini, redox - aktif organik maddeler ( genelde aldehid’ ler ), ve bakteri enzimleri ile karbonun reaksiyonu kayda değer bir şekilde değiştirir ( aldehid + oksijen = karbonik asit ). Böyle bir durumda, yüksek redox gücü, düşük aldehid seviyesini gösterirki bu da çok iyi bir su kalitesinin işaretidir.

Akvaryum ortamındaki en güçlü ve etkili filtrasyon mikrobiyolojik filtrasyondur. Bu filtrasyonu yapan bakteri miktarı ne kadar etkili ise, akvaryumun redox gücü de o kadar sabit olacaktır. Bakteriyel aktivite sırasında, suya, redüksüyona yol açan maddeler hem alınıp hem verildiğinden, redox değeri devamlı olarak artmaz, genelde belli bir değer civarında oluşur.

Tuzlu su akvaryumların genelde redox değerleri 250 - 400 mV civarında olur. 350 mV ' luk bir redox değeri, akvaryumda çok iyi bir su kalitesi olduğunu gösterir. Burada asıl olan bu değerin sabit olarak kalmasıdır.

200 mV'luk redoks değerine sahip bir suda bakterilerin % 100 ' ü yaşayabilirken, 300 mV ' luk bir suda bakteriler % 90 oranında yokolurlar, 400 mV ' luk bir değerde bakteri sayısı başlangıcın % 1'ine düşer, 700 mV ' luk bir değer mutlak sterilizasyon demektir, tabi manası da ortamdaki bütün canlıların yok olmasıdır. Tuzlusu akvaryumlarında organik ve bakteriyel kontrol için 300 - 350 mV ' luk bir redoks değeri hedeflenir, bu değerin üstü diğer canlılar için tehlikelidir.

Redox ( ORP ) Ölçümü :
Redox ( veya ORP - Oxydation Reduction Potential ) ölçümü, pH ölçüm sistemine çok benzer. Bu ölçümde, platin veya altın bir elektrod ile, referans elektrodu arasındaki değer ölçülür. Ölçüm cihazı, platin elektrod ile referans elektrodu arasındaki voltaj farkını, artı veya eksi milivolt ( mV ) cinsinden ölçerek gösterir.

Redoks bir oksidasyon ölçüsü olduğu için, kullanılan elektrodun ölçüm yapılan ortamdan elektron alabilme ve elektron verebilme özelliği olmalıdır. Bu yüzden redox elektrodlarında platin veya altın kullanılır. Elektrod ölçüm yapılacak ortama girdiği zaman, ortamın REDüksiyon/OKSidasyon potansiyeline bağlı olarak ortama elektron verir veya ortamdan elektron alır.

Eğer Redoks ölçümü pozitif çıkıyor ise, ortam elektroda elektron veriyor, dolayısı ile ortamda oksidasyon var demektir.

Eğer Redoks ölçümü negatif çıkıyor ise, ortam elektroddan elektron alıyor, dolayısı ile ortamda redüksiyon var demektir.
İlk Kullanım :
Elektrodun koruma kapağını ilk defa çıkardığınız zaman, pH elektroduna benzer şekilde tuz kalıntıları görebilirsiniz, bu durum normaldir, su ile temizleyebilirsiniz.

Eğer elektrod içinde hava kabarcıkları var ise, elektrodu aşağı doğru, ateş ölçen bir termometreyi sallar gibi, yavaşça sallayarak içerde kalan hava kabarcıklarının yok olmasını sağlayın. Bu işlem her elektrod için geçerli değildir, emin olmak için elektrod kullanma kılavuzuna başvurun.

Bir kaç dakika elektrodu ılık temiz suda bekletmek, elektrodun gözeneklerini açarak fayda sağlayacaktır

Ölçüm:
Elektrodun ucunu, maksimum seviyeyi geçmeyecek şekilde ölçümü yapılacak örneğin içine sokun, eğer mümkün ise hafifçe karıştırarak okunan değerin sabitleşmesini bekleyin.

Özellikle ilk kullanımlarda, cihazın gösterdiği değer uzunca bir süre ( bazen saatlerce ) kararlı olmayabilir, cihaz sabit bir değer gösterene kadar beklemek gerekir.

Bakım, Temizlik ve Saklama :
Hem tıkanmayı önlemek, hem de daha kısa süre bekleyerek doğru ölçümler yapabilmek için, elektrod ucu daima ıslak kalmalıdır. Elektrod ucunu, elektrod koruma kabına bir kaç damla damlatacağınız elektrod saklama solusyonu ( eğer yok ise pH 4 solüsyonu ) ile devamlı ıslatılmış şekilde muhafaza etmelisiniz.

Elektrodu HİÇ BİR ZAMAN destile veya deionize suda ( saf su ) saklamayınız. Bu elektrodunuzun bozulmasına sebep olacaktır.

Ölçümünüz bittikten sonra, elektrodu temiz su ile çalkalayıp, ucuna yukarıda anlatılan şekilde hazırlanan ıslatılmış kabını takarak saklayın.

Elektrodu, periyodik olarak ( kullanım sıklığına ve diğer şartlara göre değişir, 1 - 2 ay makul bir zamandır ), özel elektrod temizlik solüsyonunda bekleterek ( genellikle 10 - 15 dakika ) temizlemelisiniz.

Elektrodun platin veya altın ucunda çatlaklar veya çizikler olup olmadığını kontrol edin, eğer var ise elektrodu yenisi ile değiştirin.

Elektrodun yüzeyi temiz ve pürüzsüz olmalıdır. Bunu sağlamak için elektrod bol temiz su ile yıkandıktan sonra, test sıvılarında hala yanlış değerler gösteriyorsa, son çare olarak bir bezle hafifçe silinerek parlatılabilir.

Elektrod Testi :
Redox elektrodları kalibre edilemezler, ancak periyodik olarak test solüsyonlarıyla test edilmelidirler.

Elektrod ile, mV değeri belli olan bir test sıvısında ölçüm yapılır; cihaz test sıvısı değerini göstermelidir.Eğer redox ölçüm cihazı göstermesi gerekenden daha yüksek bir değer gösteriyor ise, redüksiyon ayarı ( özel redüksiyon sıvısında bekleterek ), eğer daha düşük bir değer gösteriyor ise oksidasyon ayarı ( özel oksidasyon sıvısında bekleterek ) yapılmalıdır.

Tatlısu akvaryumları için test sıvısının 250 mV civarında, deniz suyu akvaryumları için 450 mV civarında olması tercih edilmelidir. Böylelikle, genellikle ölçülecek değerler bu test değerlerine yakın olacağı için en yüksek hassasiyette ölçümlerin yapılması sağlanır.