Il potenziale redox è un concetto piuttosto difficile da capire nelle sue implicazioni, ma vediamo di semplificare: è l'espressione della reattività dell'acqua in tutte le reazioni di ossidoriduzione, ovvero quelle che coinvolgono lo scambio di elettroni fra elementi chimici. La reazione di ossidoriduzione che avviene nel nostro filtro biologico è la seguente:
NH3 <=> NO3- + 8e-
la sigla
e- convenzionalmente è usata per indicare gli elettroni scambiati.
La reazione come ben sappiamo avviene in due stadi, ma per ora consideraimo solo il totale, per semplificare, facendo finta che sia unica.
L'elemento (N) allo stato base ha numero di
ossidazione 0, ovvero contiene un egual numero di protoni (catica positiva) ed elettroni (carica negativa).
I protoni sono fissi, mentre gli elettroni negli elementi sono mobili per raggiungere condizioni di maggior stabilità dell'atomo e per questo hanno origine i composti. Prendiamo questo assunto per buono senza spiegarlo ulteriormente perchè la trattazione dell'argomento si allungherebbe a dismisura.
L'elemento azoto (N) nel composto ammoniaca (NH3) ma numero di ossidazione -3, ovvero ha in precedenza
acquisito 3 elettroni per essere maggiormente stabile.
Parimenti, nel nitrato (NO3-) l'azoto ha numero di ossidazione +5, ovvero
ha 5 elettroni in meno dell'azoto elemento (N).
La risultante è uno scambio di 8 elettroni totali che nel nostro filtro biologico, due diversi tipi di batteri, usano come energia per vivere. Ovviamente non stiamo parlando di "batteri elettrici", perchè dobbiamo considerare questi scambi di elettroni come
energia chimica.
Ogni reazione che coinvolge l'ossidazione (aumento del numero di ossidazione) o la riduzione (diminuzione del numero di ossidazione) viene rilevata dal misuratore REDOX in millivolt e quindi percepita con i nostri sensi per mezzo di un display.
Il potenziale REDOX non è riferito alla sola reazione descritta, ma a
tutte le razioni, quindi non ci dice direttamente nulla di preciso sulla natura degli elementi coinvolti. Va comunque tenuto presente che
ogni reazione produce un diverso potenziale e di
conseguenza in base al potenziale possiamo stimare cosa sta avvenendo.
Per esempio, se il potenziale fosse compreso tra - 150 e - 180 mV saremmo ragionevolmente sicuri che l'acquario sta funzionando come un denitratore e i pesci sarebbero già morti da tempo perchè la reazione propria del denitratore (NO3 => N2) è anaerobica ovvero avviene in assenza di ossigeno.
Non ho ancora in mio possesso informazioni solide sul potenziale corretto in acquario, e pertanto cito una fonte da consultare, che, corretta o meno, nelle mie ricerche è risultata tra le meglio sviluppate:
www.acquariofili.com -> Il potenziale redox
Il potenziale redox di 250 mV citato in precedenza appare, secondo questa fonte, più idoneo al marino, mentre per il dolce è preferibile un potenziale compreso tra 0 e 90
ma sopratutto stabile. Un potenziale stabile significa che le reazioni che avvengono sono bilanciate e costanti nel tempo e di conseguenza
il sistema chimico del nostro acquario è in equilibrio.
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Quote:
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Mi sfugge come si possa "ossidare effettuando più cambi parziali".
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Probabilmente la frase è stata scritta in modo scorretto: in realtà probabilmente si intendeva dire "si devono inserire specie chimiche ossidanti tramite i cambi parziali d'acqua".