Potencial redox – Notas leídas

Potencial redox es una medida de la actividad de los electrones. Está relacionado con el pH y el contenido de oxígeno. Es análogo al pH ya que el pH mide la actividad de los protones y el potencial redox mide la de los electrones.

Resumen

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  • 1 está calculado
  • 2 ciclo del azufre
  • 3 Potencial redox como condición ecológica
  • 4 Fotosíntesis
  • 5 Descomposición
  • 6 Fuente

Es calculado

Eh = 1234 – 0.058 pH + 0.0145 log (10) Po, donde Po es la presión parcial de oxígeno expresada en atmósferas.

En agua, si el oxígeno está en equilibrio con el oxígeno atmosférico y el pH es 7, el valor es + 0,86 mv a 0 ºC y + 0,80 mv a 25 ºC. En aguas dulces y marinas, rara vez desciende por debajo de +0,3 mv, excepto en casos de escasez severa de oxígeno.

En el perfil del sedimento marino se pueden distinguir tres zonas por el color: la zona oxidada de color amarillo y cuyo potencial redox es superior a 200 mv, la discontinuidad del redox gris con un potencial entre 0 y 200 mv y la zona reducida con potencial. El oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrato se reemplazan por sulfuro de hidrógeno, metano y amoníaco en el sedimento reducido. El ión férrico pasa al ión ferroso en la discontinuidad redox y en la zona reducida.

Hay límites dentro de los cuales la vida no puede desarrollarse en el potencial redox. Pero también hay áreas intermedias en las que los organismos utilizan un par redox u otro.

En suelos anegados existen problemas con la difusión de oxígeno, se producen sulfuro de hidrógeno y metano en ambientes reductores como marismas profundas.

En los potenciales oxidantes, la materia tiende a oxidarse y descomponerse, y en los agentes reductores tiende a disminuir. La sustancia con el potencial de reducción más negativo es la que se oxida. Por tanto, es importante conocer los valores normales de los potenciales redox. Existen varios ambientes acuáticos debido a esto: el agua ácida de la mina es fuertemente oxidante, el agua atmosférica, el agua de río y de mar también, en un punto intermedio se encuentran el agua de los pantanos y las aguas subterráneas, y cuanto más reductores son el agua de los suelos inundados y el agua en contacto con los reductores. sedimentos marinos.

La mayor variación en el potencial de reducción se encuentra en áreas poco profundas. El agua de mar disminuye a un pH de 8 y el agua subterránea tiene concentraciones de carbonato que desvían el pH.

El oxígeno se difunde mal en aguas completamente tranquilas, pero en los ecosistemas suele haber viento y hay oxígeno que puede provenir de plantas fotosintéticas. Durante el día y debido a la fotosíntesis, en las capas más cercanas a la superficie, se produce una pérdida de oxígeno a la atmósfera cuando se supera la saturación de oxígeno, en las profundidades el oxígeno disminuye debido a la sedimentación de bacterias, animales y materia orgánica durante la noche, limitada. se produce el paso de oxígeno de la atmósfera al agua y es consumido por la respiración y las bacterias. Entonces hay una situación en la que el agua está estratificada. Cuando hay agua turbulenta, se produce un paso acelerado de oxígeno a través del agua y se produce una mezcla que iguala el gradiente de oxígeno vertical.

En la respiración aeróbica, el último aceptor de electrones es el oxígeno que produce agua, en un ambiente anaeróbico se produce una oxidación anaeróbica en la que se reducen los nitratos y sulfatos …

Ciclo del azufre

La producción primaria de las plantas (biomasa) se logra primero mediante el consumo de sulfatos. Los siguientes pasos son realizados por seres vivos y microorganismos especializados. La descomposición ocurre por microorganismos heterótrofos que producen sulfuro de hidrógeno y excreción animal que produce sulfatos. Las sulfobacterias incoloras, verdes y moradas convierten el sulfuro de hidrógeno en azufre y sulfatos. La transición de sulfuro a sulfato ocurre por bacterias oxidantes y viceversa por bacterias anaeróbicas reductoras de azufre. Todo esto ocurre en cuencas biológicamente disponibles en rápida circulación de agua y sedimentos poco profundos. También hay charcos de flujo muy lento en sedimentos profundos donde se produce disulfuro a partir del hierro que forma lodo negro anaeróbico.

Potencial redox como condición ecológica

En los sedimentos del fondo de los ecosistemas acuáticos encontramos una zona superior oxidada y a medida que el suministro de oxígeno se agota en profundidad, aparece una zona reducida. El potencial es positivo en la zona oxidada y negativo en la zona reducida o azufrada.

En el área reducida, la actividad microbiana elimina los nutrientes hacia arriba en forma de gas. La mayoría de los animales bentónicos se encuentran en la zona oxigenada, como poliquetos, lamibranquios, copépodos, tenias, ciliados y nematodos.

La zona oxidada puede ser delgada y si el agua sobre el fondo se drena de su oxígeno, la zona reducida se expande hacia arriba, como sucede en el Mar Negro. En la zona de transición hay bacterias quimiosintéticas y fotosintéticas en caso de luz.

En el área reducida, solo bacterias anaeróbicas como las bacterias sulfato-reductoras y metano, protozoos anaeróbicos que se alimentan de bacterias y algunos nematodos.

Fotosíntesis

En agua estratificada sin oxígeno, con sulfuro de hidrógeno y con un valor de potencial muy bajo, en la zona superior iluminada hay bacterias fotosintéticas que actúan a través del fotosistema I. Fotosistema no puedo utilizar el agua como donante de electrones, la reducción del citocromo y la del NADP conduce a la reducción de dióxido de carbono. Bacterias que utilizan hidrógeno como donador de electrones (materia libre u orgánica)) y no descomponen el agua, solo tienen un fotosistema similar al I.En el fotosistema II se produce la oxidación del agua, la liberación de oxígeno de los citocromos correspondientes y NADP conduce a la reducción de dióxido de carbono.

Descomposición

Cuando no hay oxígeno, se produce la oxidación de la materia orgánica en detrimento de la reducción de otros compuestos: de sulfato a sulfito, de nitrato a [nitrite]]. Si no hay compuestos para reducir, la materia orgánica se acumula en el sedimento.

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