Eh ve pH AISINDAN SUYUN DUYARLILIK SINIRLARI Yzey jeokimyasnda reaksiyonlarn ve madde tanmalarnn zeltilerde cereyan ettii ortamlarda suyun kararl olduu alanda dnlmelidir. Suyun ayrmas ile ilgili tepkime denklemini, oksijen, hidrojen iyonu ve elektronlar kapsayacak ekilde yazabiliriz. 1.Suyun st Durayllk Snr Doada bulunan en kuvvetli ykseltgen madde atmosferin oksijendir. Bundan daha gl maddeler su ile reaksiyona girip oksijeni serbestletirecei iin dayanml olmaz. Bu nedenle suyun st durayllk snrn gsteren denklem suyun iyonlama reaksiyonudur. 2H2Os O2g + 4H+ s + 4eBu tepkimenin standart serbest enerjisi GR = Go oksijen + 4Go Hidrojen 2Go su O2 gaz halde olduu iin Go = 0; H+nin de Go = 0; H2Onun Go = -56,69 Kcal/mol GR= 0 + 4x(0) (2x56,69) = +113,38 Kcal/mol GR = n.F.Eh = RTlnK Eh = GR nF = 113,38 423,06 = 1.23 volt Eh = Eh + 0,059 n log K= 1,23 + 0,059 4

(10 tabanna gre birin (1) logaritmas sfrdr, log10(1) = 0) Denklemde yerine konulduunda, suyun st durayllk snrn belirleyen eitlik bulunmu olur. Eh = 1,23 0,0594 4 pH Eh = 1,23 0,059 pH 5 2. Suyun Alt Durayllk Snr Doadaki indirgen maddeler, su ile reaksiyon yapmayan maddelerdir. Bu tr indirgen reaksiyon ise hidrojenin iyonlama reaksiyonudur. H2g 2H+ s+ 2e GR = 2Go H + Go H2 GR = 2x0 0 = 0 kcal/mol Bu tepkimenin standart serbest enerji deiimi (G) 0 olduu iin, Standart redoks potansiyeli de (Eh) 0 olur. GR = n.F.Eh = 0 Eh = Eh + 0,059 n log K= 0 + 0,059 2 log K Bu tepkimenin denge sabiti: K = [H]2 PH2 logK = 2 log [H] log PH2 Eh= 0 + 0,059 log K Eh= 0,059 2 (2log [H] log PH2 ) Eh= 0,059 2

( -2 pH log PH2 ) Eh= 0,059 pH 0,059 2 log PH2 PH2 = 1 log PH2 = 0 Bu eitlik suyun alt durayllk snr, hidrojen ksmi basnc PH2 = 1 atmosfer olduu durumda belirlenmi oldu. Bylece suyun alt durayllk snrn belirleyen, Eh ve pH terimlerini ieren ikinci denklemde, Eh= 0,059 pH olarak bulunmu olur. Eh = 1,23 0,059pH (Suyun st Durayllk Snr, PO2 =1 atmosfer) Eh = 0,059 pH (Suyun Alt Durayllk Snr, PH2 = 1 atmosfer) Suyun st ve alt durayllk snrlarn belirleyen denklemlerin eimleri birbirlerine eit olduu iin, birbirine paralel olan iki ayr doruyu simgeler. Bu dorular Eh-pH diyagram zerine izildiinde suyun durayllk alan belirlenmi olur (ekil 2, 3). Bu diyagrama eitli element ve minerallerin ykseltgenme ve indirgenme tepkimelerinden elde edilen Eh-PH verilerini iaretleyerek bu olaylarn doada hangi koullarda olutuunu grebiliriz. 6 ekil 2. Suyun Eh ve Phya gre 25 C ve 1 atmosfer basnta durayllk snrlar ve durayllk

7 ekil 3. Ana hatlar ile Eh-pH diyagram. Paralel kenarla gsterilen alan yzeye yakn olan blgelerde bulunan Eh ve pH snrlarn vermektedir (Krauskopf, 1967). 8