GEOCHEMISTRY, GROUNDWATER AND POLLUTIONSECOND EDITION, C.A.J. APPELO & D. POSTMA

Temel özellikler,** Redoks reaksiyonları elektron transfer reaksiyonlarıdır,** Elektronlar serbest halde bulunmazlar, bir iyona bağlıdırlar,** Redoks reaksiyonları oldukça yavaştır,** Elektron transferi için ilgili türlerin birbirine yeterince

yaklaşması gerekir,** Bakteriler electron transferine yardımcı olarak

redoks reaksiyonlarını hızlandırırlar,

http://employees.csbsju.edu/hjakubowski/classes/ch111/olsg-ch111/chemrxs/battery.gif

1 amper = 1 coulomb (~ 6.241×1018 e- ya da e+

Redoks reaksiyonlarındaki elektron taşınımı elektrik akımına neden olur. Redoks türleriarasındaki voltaj/gerilim farkı, “Redoks potansiyeli” olarak anılır.

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/definitions.html

Bir redoks reaksiyonu iki adet redoks yarı-reaksiyonundan oluşur. Bunlardan birisindealıcıya elektron verilir. Çözelti ortamında elektronlar serbest haldebulunamayacaklarından diğer yarı-reaksiyonda bu elektron alınır. Elektron veren tür yükseltgenir, alan tür indirgenir. Elektron vererek diğer türünindirgenmesine neden olan türe indirgeyici, bu elektronu alarak diğer türünyükseltgenmesine neden olan türe yükseltgeyici denir.

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/redox/definitions.html

Elektronlar çözelti ortamında serbest halde bulunamazlar. Elektron vermek ve almak isteyen türler arasında elektron transferi olabilmesi içinçözelti ortamında sürekli hareket halinde olan bu türlerin birbirlerine yeterinceyaklaşmaları gerekir.

İndirgenme bir bozunma sürecidir. Besinler indirgenerek temel yapı bileşenlerineayrıştırılırlar. Bu bileşenler hücreler tarafından “gıda” olarak kullanılır.

Çözelti ortamında ortamında bulunan bakteriler metabolik faaliyeleri kapsamındangereksindikleri “gıdaların” bir bölümünü bozunma ile üretirler. Bu işlem electron gerektirir.

Bakteri bozunma reaksiyonları için gereksindiği elektronu vermek isteyen türden alır, işibitince alamk isteyen türe verir. Bu nedenle, ortamda hızlı hareket eden ve hızla üreyenbakteriler inorganik redoks reaksiyonlarının da hızlanmasına neden olur.

İlgili reaksiyona doğrudan katılmayan ama onun hızlanmasını (katalizlenmesini) sağlayanbakteriler bir anlamda katalizör (hızlandırıcı) işlevine sahiptirler.

http://www.gly.uga.edu/railsback/Fundamentals/PeriodicTableofRedoxPoss02.jpg

http://imgarcade.com/1/oxidation-reduction-reactions-examples/

http://ucce.ucdavis.edu/files/repository/calag/fig5702p56a.jpg

Tekirdağ'ın Muratlı İlçesi'ne bağlı Ballıhoca Köyü'nde tıkanan suborusunu açmak için 12 metre derinlikteki kuyuya inen aynı aileden 3 kişi metan gazından zehirlenerek öldü.

Muğla'nın Milas İlçesi, Güllük Beldesi'ndeki bir atık su terfiistasyonunda, atık su dolu 7 metre derinliğindeki depoya bakımyapmaya giren işçiler ile dışarı çıkmaması üzerine merak edip aşağıinen çalışma arkadaşlarından oluşan toplam 6 kişi metan gazındanzehirlenerek öldü. Gazdan etkilenen işletmenin müdürü isekaldırıldığı hastanede kurtarılamayarak hayatını kaybetti.

Üsküdar Bulvar Caddesi üzerinde sabah saatlerinde, kanalizasyonçukurunda aniden bir patlama meydana geldi. Patlama nedeniylekanalizasyon kapakları metrelerce havaya fırladı. Olay yerine bombaimha uzmanları gelirken, yapılan incelemede, patlamayakanalizasyondaki gaz sıkışmasının neden olduğu anlaşıldı.

KONYALILAR MENSUCAT SU DEPOSU PATLAMASI08.08.1992 tarihinde Çorlu da Konyalılar Mensucat ( Şahinler Holding ) fabrikasında elimbir kaza sonucu 32 kişi iş kazasında can vermiş 84 de yaralanmıştı. Olay öğlesaatlerinde işçilerin yemek yediği esnada yemekhanenin altında bulunan 1500 tonluk sudeposunda meydana gelen patlama sonucu yemekhane tabanının çökerek işçilerin sudeposuna düşmeleri neticesinde 10 kişi boğulma diğerleri ise kafa travması neticesindeölmüşlerdi. Doğalgazın bulunmadığı fabrikada BOTAŞ ve TPAO ‘dan gelen uzmanlararaştırma yapmışlar nasıl olmuşta bu patlama meydana gelmişti. Sabotaj yoktu. Nasıloluyordu bu 20 kişi kafa travması geçirerek ölmüştü. Olay aydınlatıldığındayemekhanenin altında yer alan su deposuna giren işçilerin ağızlarında sigara vardı. Vebüyük bir patlama meydana gelmişti. Peki madem fabrikada henüz doğalgaz yoktupatlamayı ne tetiklemişti. İşte sorunun püf noktası buradaydı. Artezyenden beslenen bu1500 tonluk su deposuna gelen suda metan bulunmaktaydı. Suyla birlikte depoya gelenmetan -CH4 -yeterli havalandırması olmayan depoda birikerek patlamaya nedenolmuştu. 250 metre derinden gelen artezyen suyu metanı da yukarı taşımıştı. Bu olaydansonra yemekhaneler gibi insanların yoğun olarak bulunduğu sosyal mekanların sudepoları ve patlayıcı kimyevi madde depoları yakınlarına inşaatlarından vazgeçildi ve butür su depoları havalandırmalarına dikkat gösterildi.

Ümraniye çöp patlamasıÜmraniye çöp patlaması, 28 Nisan 1993 tarihinde İstanbul'un Ümraniye ilçesi Hekimbaşı çöplüğündebiriken metan gazının patlaması sonucu meydana gelen facia. Olayda27 kişi öldü, 12 kişi kayboldu. Kaybolan 12 kişinin cesedi isebulunamamıştır.Patlama yaklaşık 4,5 yıl süresince çöplerin kontrolsüz bir şekildebiriktirilmesi nedeniyle meydana geldi. Çöp alanları çevre ve halk sağlığıiçin zararlı olsalar da bir diğer tehlikeli yönü depolanan çöplerin içindeoluşan gaz birikmeleridir. Bu gazların birikmemesi için gaz uzaklaştırmabacaları yapılması gerekir.

http://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cmraniye_%C3%A7%C3%B6p_patlamas%C4%B1

Maden ocaklarında çalışanların sağlığı ve güvenliğini tehdit eden bir çok tehlikebulunmaktadır. Bunlar arasında en önemlilerinden biri de grizudur. Grizu, metan (CH4) vehava karışımıdır.

Metan, yoğunluğu 0,716 kg/m3 olan renksiz ve kokusuz bir gazdır. Havaya göre daha hafifolduğu için tavanda toplanır ve hava içinde çok çabuk dağılır. Hava ile karışırsa tekrarayrılma olanağı yoktur. Metan zehirli bir gaz değildir, oksijen azlığı nedeniyle boğucudur. Metanın asıl tehlikesi yanıcı ve patlayıcı bir gaz olmasıdır.

Metan' ın (Grizu) Yanma / Patlama Oranları:•% 4,5-14,5 arasında patlar (en şiddetli patlama % 9,5 CH4 )•% 14,5' dan sonra boğucu olur. ( O2 azalmasından dolayı ).

Grizunun Patlama Sebepleri:•Patlayıcı madde ateşlemeleri•Yangınlar ve açık alevler•Elektrik arkları•Taşların sürtünmesi, metallerin metal ve taş vb. şeylere sürtünmesi ile oluşacak kıvılcım, ısıve ateş patlamaya neden olur.Hava ile % 9,5 oranında karışım oluşması durumunda metan (CH4), 650 ⁰C'de 10 saniyede, 1.200 ⁰C'de 0,01-0,12 saniyede patlar.

Kaynak: http://www.riskmed.com.tr/

http://md.water.usgs.gov/posters/nutrientsRedox/graph2.gif

http://2the4.net/assets/images/FEEHPHa.gif

Redoks reaksiyonlarına katılan türlerin belirli pH ve Eh koşullarında mevcutolabilecekleri sınırlar ile biçimlenen alanları içeren diyagramlara Eh-pH, duraylılık ya da stabilite diyagramı denir. Ortamdaki Eh ve pH değerlerininçeşitli nedenler ile değişmesi türlerin duraylılıklarının değişmesine nedenolur.

Örneğin, pH < 2.5, Eh > 0.8 Voltkoşullarında duraylı olan Fe3+

Ortam koşullarınınpH > 2.5, Eh < 0.8 Voltolması durumundadaha duraylı olan Fe2+

ye dönüşür

http://2the4.net/assets/images/FEEHPHa.gif

https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQLrpq_ciVTiezgDpnegUD0VvQwdzxQjCOi0plIFrfNd1zXVWJW

https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTMLEN_EOHUgVC9mmzLARJ6XozOg9_SjAUW-MTyDADQqKuPGscs

https://clu-in.org/techfocus/images/bio/fig1-lg.png

Organik kirleticinindöküldüğü yer

Kirlenmiş bölge YAS tablası

Yer yüzeyi

YAS akımı

http://image.slidesharecdn.com/monitorednaturalattenuationofgroundwaternitrate-12730852091898-phpapp01/95/monitored-natural-attenuation-of-groundwater-nitrate-5-728.jpg?cb=1273085444

DenitrifikasyonNitrat’ın Azotgazına dönüşmesürecidir.Nitrat formunda+5 değerlikleolan N elementisüreç sonundasıfır değerlikliazot gazınaİNDİRGENİR!

http://www.dnr.state.md.us/bay/monitoring/eco/nitrification.gif

NitrifikasyonAmonyak gazının nitrat iyonuna dönüşme sürecidir.Amonyak, amonyum ve nitrit bileşiklerindeki N sürekli e- vererek nitrat a YÜKSELTGENİR!

http://www.d.umn.edu/~nwjohnso/InPitImage.jpg

Sülfat indirgenmesi (sülfat iyonunun Hidrojen sulfur, H2S gazına dönüşmesi) anoksikortamlarda yaygın karşılaşılan bir süreçtir (Sülfidik zon !).

Sülfat indirgemeyeyardımcı bakterilerin(örğ. Desulfovibrio sp)Elektron mikroskop görüntüsü.Renkler gerçek değildir.

http://nsspo.com/Pics/Sulfate-Reduction.jpg http://www.newportplumbing.com/images/sulfbac.jpg

e- veren, yükseltgenen tür. Diğerini indirger.

e- alan, indirgenen tür. Diğerini yükseltger.

Yarı-reaksiyonlar

Tam redoks reaksiyonunun serbest enerjisi

Gibbs serbest enerji değişimi, elektron sayısı, elektro-motor kuvvet ve Faraday sabiti ilişkisi

Tam-reaksiyon, iki ayrı yarı-reaksiyondan oluşur.

Kimyasal Reaksiyon bir iştir.(kimyasal iş !!!)

İş yapabilmek için enerji gerekir.(Serbest Enerji iş yapmaktakullanılır..)

Kimyasal reaksiyon çevresine işyapabilir, ya da çevre iş yaaparakkimyasal reaksiyonu gerçekleştirir.

Gibbs serbest enerji değişimi, elektron sayısı (n), elektro motor kuvvet (E, volt) veFaraday sabiti (F, kJ/Volt_gram) ilişkisi

Nernst Eşitliği

Redoks potansiyeli, Eh

Birim aktiviteye sahip olduklarından eşitlikte H2O (çözücü) veMnO2’e (ideal kristal) yer verilmemiştir !!!

Günümüz elektrod teknolojisindeki yetersizlikler ve redoks reaksiyonlarının yavaşlığındandolayı sahada ya da laboratuvarda gerçekleştirilen redoks potansiyeli (Eh) ölçümlerigenellikle hatalı değerler üretir. Doğru Eh değerleri çözeltide mevcut redoks çiftlerine (yarı-reaksiyon türlerine) ait türlerin derişimleri üzerinden hesaplanabilir.

25oC’de >>>>>>

Suyun duraylılık bölgesi !!!

Redoks ortamlarında suyun(H2O) var olabileceği koşullarınsınırları vardır(= suyun duraylılık bölgesi).

Aşırı oksitleyici koşullarda (artanEh, pe değerleri) H2O O2 gazıüreterek parçalanır.

Aşırı indirgeyici koşullarda(azalan Eh, pe değerleri) H2O H2gazı üreterek parçalanır.

PN2= 0.77 atm, 25oC, aktivite= 10-3 mol/L)pH=7’de indirgen ve yükseltgen ortamlara özgü N bileşikleri nelerdir ?

Tuvalatteki amonyak kokusunu gidermek için ne yaparsınız ?

Sülfür ve Karbon duraylılık diyagramları (25oC)Termal kaynaklarda neden H2S kokusu baskındır ?Suda çözünmüş inorganic karbon türlerinden metan gazı nasıl üretebiliriz ?Neden kömür madenlerinde grizu patlaması olur ?

Demir ve mangan iyonları hangi durumlarda çözeltide boldur ?Demir/mangan oksit ve karbonat çökellerinin oluşum ortamları arasında nasıl birfark vardır ?

İndirgenme yarı-reaksiyonları

Oksitlenme yarı-reaksiyonları

http://imgsrv2.aramcoexpats.com/pipeline/sa_news/dhahran/workshopMicrobes1.jpg

http://www.asknature.org/images/uploads/strategy/b69bbb0712cb36b2bae46ed20a352d2a/1a2a81c094586c4db74d9c72e6b23f5b.jpg