Redoks Potansiyeli

Gözümüzde bir akvaryum canlandıralım. Her halinden hayli uzun süredir çalışmakta olduğu belli olan bir akvaryum. Evin sakin bir köşesinde bulunuyor ve yoğun bitkili olduğundan, akvaryumun yeşiliyle üzerinde bulunduğu masanın maun rengi hoş bir bütünlük sağlıyor. Akvaryumdaki bitkiler bir hayli sağlıklı gözüküyor. Uzun yapraklı türler, suyun yüzeyini kapatacak kadar büyümüşler. Bir köşedeki bazı kriptokorinler köklerinden bir kaç düzine yaprak çıkarmış ve sağlıkla parlıyorlar. Kriptoların yapraklarına baktığınız her açıdan farklı bir renk görmeniz mümkün. Kırmızılı, yeşilli güller akvaryumun diğer bir köşesini dolduruyor ve su yüzeyine kadar ulaşmış yapraklarıyla, aralarından süzülen balıkların parlak gövdelerini okşuyor. Yüzey bitkilerinin kökleri arasında dolaşan yavru balıklara bakılırsa bu akvaryumdaki balıklar da hayatlarından gayet memnun. Çöpçü balıkları bir yandan kendi aralarında didişerek, bitki grupları arasından kumları karıştırarak yem aramaktalar. Kırmızı mavi renklerden oluşan neon tetra grubu, en çok gül kolonisinin olduğu köşede dikkat çekiyor. Zira akvaryumun diğer köşesini domine etmiş olan kakadu çifti, neonları sürekli güllerin üzerine sürmekte. Onlar da farkında olmalı renk zıtlığının. Dış filtreye yardımcı olarak çalışan şelale filtrenin şırıltısı akvaryumun doğallığına büyük bir katkı yapıyor: Hem görsel hem de işitsel bir şölen. Sanırım her akvaristin hayali, böyle bir akvaryumun karşısına geçip keyif yapmaktır.

[nrelate-related]

Peki, hiç mi bir terslik göze çarpmıyor bu akvaryumda? Daha dikkatli incelenirse bazı terslikler var. Dış filtrenin çıkış hortumunun suda yaratabildiği akıma bakılırsa, uzun süredir temizlenmemekten filtrenin debisi oldukça düşmüş. Filtrenin tıkanmasında, balık yükünün fazla olmasının da bir hayli payı var tabiki. Kumun dalgalanıp, çukur yaptığı bölgelerde toplanan ve her yakınından balık geçişinde havalanan organik atıklar, bize bu durumu özetliyor. Balık yükünün fazla olması dışında, özellikle arka plandaki uzun yapraklı bitkilerinin olduğu bölgede, taban üzerinde biriken, kopmuş yapraklar göze çarpıyor. Bunlar, yeterli ışık alamadığından ve akvaristin budama yapmaması sonucu zayıflayarak kendiliğinden kopan yapraklar. Akvariste bir eksi puan daha. Kopan yapraklardan bazıları yeni koptuğundan henüz yeşilimsi bir renge sahip, ama diğerleri iyice sararmış, geri kalanlar da yok olmaya yüz tutmuş. Bu sağlıklı akvaryumda ilk defa gördüğümüz sarı renge gözümüz alışınca yeni sarılıklar farkediyoruz. Sanki bu yeni sarı renk hiç bir yerden gelmiyor; fakat aslında her yerde. Acaba, göze çarpan bu renk, suyun kendisinden mi geliyor? Dikkatli incelememiz sonuç veriyor, suda belli belirsiz bir sarılık var. Peki, acaba bu durum iyi bir özellik mi yoksa akvaryum için tehlike çanları mı çalmaya başladı?

 

Bu sorunun her zaman geçerli olan tam bir cevabı olmadığını belirtmek en kestirme yol olsa gerek. Peki, olası istisnaları gözönüne almasak, bu akvaryumda gerçekleşen olay ne olabilir? Hemen gözümüzün önüne çürümekte olan yaprakları ve fazla balık yükünden dolayı oluşan organik atıkları getirelim. Sorunun yanıtı burada gizli olabilir.

 

Akvaryumda bulunan organik maddeler, heterotrofik bakterilerin faaliyetleri sonucunda çürümeye başlarlar. Bu süreç sırasında bakteriler yoğun olarak oksijen kullanır. Suda çürüyen madde miktarı ne kadar fazlaysa ihtiyaç duyulan oksijen miktarı da o kadar artar. Bu süreç sonucunda, organik maddeler yükseltgenerek (oksitlenerek) suya daha az zararlı başka maddelere çevrilir. Suyun (yükseltgeme) oksitleme gücü ne kadar fazlaysa, o sistemin organik atıklarla mücadele etme yeteneği o kadar artmış demektir. Suyun indirgeme-yükseltgeme potansiyelini ölçen kimyasal terime redoks potansiyeli denir. Redoks potansiyeli, bir kimyasal reaksiyon sırasında, dönüştürülen bir molekül üzerindeki elektrik yükü olarak tanımlanabilir. Bu tanımdan hiç bir şey anlamadınız mı? Yazıyı okumaktan vazgeçmeyin ve devam edin.

 

Akvarist İçin Redoks

 

Redoks potansiyeliyle ilgili olarak yazılmış yazıların çokluğuna rağmen, bu yazıların konuyu ele alış biçimlerinden dolayı, okuyan akvaristlere yardım etmek bir yana, akılları karıştırarak ilginin dağılmasına sebep olabilmektedirler. Kimyasal olarak, Yükseltgeme-İndirgeme Potansiyeli olarak da bilinen, redoks potansiyelini bir akvariste anlatmak oldukça zordur. Aslında, bir akvaristin bu kavramı bilmesine gerek te yoktur. Çünkü akvaryum hobisinde bu kavramın kimyasal tanımını bilmek yerine, ölçülen değeri yorumlamayı bilmek daha önemlidir. Yine de bu kavramı daha basitleştirerek anlatmaya çalışmakta fayda var.

 

Akvaryumunuzun çok büyük bir savaş alanı olduğunu düşünelim. Akvaryumda, kurulduğu andan itibaren bir savaş süregelir. Savaşın bir tarafında yükseltgenler (oksitleyiciler) vardır. Bunların hepsi elektron yakalama derdindedir. Elektronu düşmanlarının üzerinden alıp, kendilerine bağlarlar. Yükseltgenleri büyük oranda oksijen molekülleri oluşturur (O₂). Bazıları paraşütlü birliklerdir ve havadaki oksijenden akvaryuma karışırlar. Oksijen molekülleri, çok sayıda bulunmalarına rağmen çok da etkili olmayan piyadelerdir. Çoğu zaman, düşmanın tüm çevresini sarmış olmalarına rağmen onu tamamen etkisiz hale getiremezler. Yükseltgenlerin liderleri, çok az sayıda olmalarına rağmen inanılmaz etkili savaşçılar olan ozon (O₃), hidrojen peroksit (H₂O₂) ve oksijenin diğer bazı türevleridir. İşin ilginç yanı, sıradan oksijen molekülleri bazen kendi kendilerin bazen de UV ışığının etkisiyle bu süper savaşçılara dönüşebilmektedirler (Sihirli iksiri içen Galliler gibi).

 

Yükseltgenlerin başka tipteki savaşçıları da vardır. Bazıları çok düşük yoğunlukta olmalarına rağmen o kadar etkilidirler ki, o anda savaş alanında bulundukları sayıya göre, savaşın sonunu baştan görmek mümkündür. Metaller bu tipteki savaşçılardır. Örneğin bitkili akvaryum koşullarına gübreleme yoluyla giren Fe⁺⁺⁺ bunlardan biridir. Akvaryumlarımızdan hiç eksik olmayan Nitrat ta (NO₃^–) bu tip bir savaşçıdır.

 

Savaşın diğer tarafını ise indirgenler oluşturur. Bunlar elektronlarından kurtulmaya çalışan savaşçılardır. Bunların çoğu organik moleküllerdir ve sayıları yükseltgenler kadar çok değildir fakat çok büyük moleküllerdir. Bazı indirgenler, oksijen molekülünün 10000 katı büyüklüğünde olabilir. Yine de, indirgenlere düşük potansiyelli askerler diyemeyiz. C vitamini gibi bazıları, küçük ve çok etkili savaşçılardır. Ayrıca, indirgenler, amonyak ve sulfid gibi bazı inorganik bileşiklerle müttefik olmuşlardır.

 

Bu savaştaki savaşçıların gözü o kadar pektir ki, yükseltgenler yaptıkları saldırılar sonucu genellikle kendileri de yok olurlar. İndirgenler ise yavaş yavaş küçülmeye başlarlar. Eğer yeterince küçülürlerse en sonunda CO₂ gazına dönüşürler.

 

Bu senaryoya göre, savaşta yükseltgenlerin sayısı artarsa redoks potansiyeli yükselir; indirgenlerin sayısı artarsa redoks potansiyeli azalır. Bir akvaristin sadece bu tanımı bilmesi yeterlidir. Sanırım, daha önce verilen kimyasal tanıma göre çok daha pratik ve anlaşılır bir tanım oldu bu.

 

Akvaryumda süregelen savaşta hiç bir zaman kazanan olmaz. Zaten bir akvarist için kazananın olmaması gerekir, çünkü herhangi bir tarafın kesin galibiyetinde, savaşın etkisinden dolayı akvaryumda yaşam barınamaz. O yüzden bir akvaristin savaşın gidişatından haberi olması gerekir.

 

Redoks Değerinin Akvaryumda Kullanılması

 

Akvaryumun suyunun sahip olması gereken redoks değeri tek bir sihirli sayı değildir. O sihirli değer tutturulduğunda Sorunsuz bir akvaryuma sahip olursunuz denemeyeceği gibi, pek çok durumda, Şu değerin altına inmeyin; şu değerin üstüne çıkmayın demek de doğru değildir. Bunun yerine, akvaryumda olup biteni takip etmek amacıyla, redoks değerinin değişimini izlemek daha faydalıdır. Redoks değerini kullanmayı bilen bir akvarist, uydular vasıtasıyla dünyanın dört bir köşesinde olanlardan haberdar olan bir haber muhabirinin rahatlığına kavuşur.

 

Bitki ve balık metabolizmalarının gün içerisinde değişen aktivitelerinden ve ışık, sıcaklık, pH ile çözünmüş oksijenin gün içinde değişen değerlerinden dolayı, redoks değeri günün her saatinde değişkenlik gösterir. Dolayısıyla, sabah 9.00 da aldığınız bir redoks ölçümünü, 14.00’da alınan ölçümle karşılaştırmamak gerekir. Mümkünse, gün içerisinde belirli 3-4 anda (örneğin 9.00, 12.00, 18.00, 22.00) ölçüm alınıp, bu ölçümler her gün aynı saatte tekrarlanmalıdır. Ancak 5-6 günlük ölçüm değerlerini önümüze koyduğumuzda bu ölçümlere manalı anlamlar yüklemek mümkün olabilecektir.

 

Günün aynı saatinde alınan değerler arasında çok az farklar varsa ve bu değerler arasında belirli bir düşüş eğilimi yoksa akvaryumumuz, kimyasal anlamda kararlı haldedir diyebiliriz. Biraz daha tecrübeli bir akvarist, bu değerlerin hangi aralıklarda olduğuna bakarak oluşan kararlılığın iyi bir seviyede olup olmadığını da söyleyebilir. Örneğin Tablo 1’de verilen sayılar, kararlı bir akvaryuma ait değerlerdir. Aynı saatte alınan ölçümler 5 gün içerisinde sadece %1 mertebesinde değişmiştir ve bu değişim rastgeledir.

 

Tablo  SEQ Tablo \* ARABIC 1: Kararlı bir akvaryuma ait 5 günlük redoks ölçümleri

 

Eğer bir düşüş varsa, fakat bu düşüş belli belirsizse, akvaryumda bir şeylerin ters gitmeye başladığını anlamamız gerekmektedir. Böylece akvariste, akvaryumu ve canlıları daha dikkatli inceleyerek, bir köşede çürümekte olan yaprak parçası ya da temizlenme vakti gelmekte olan filtre başına daha büyük dertler açmadan, müdahele etme şansı doğmuş olur.

 

Tablo  SEQ Tablo \* ARABIC 2: Su kalitesi bozulmakta olan bir akvaryuma ait 5 günlük redoks değerleri

 

Ölçüm yaptığımız akvaryumda, gün içerisinde ölçülen değerler çok hızlı düşüyorsa ya da bir haftalık bir dönemde aynı saatlerde ölçülen değerlerdeki düşüş %10 mertebesindeyse, akvaryumda ciddi bir değişim olmaktadır ve akvaristin acilen müdahele etmesi gerekmektedir. Bu düşüş sadece tek bir sebebe dayandıralamayacağından, yapılacak tek bir şey yoktur. Çürümekte olan maddeler uzaklaştırılıp, vakti geldiyse filtre temizlenmelidir. Yemeleme miktarları bir süreliğine azaltılıp, suyun nitrat ve fosfat değerleri ölçülmelidir. Bu değerler fazlaysa, su değişiklikleriyle azaltılmaya çalışılmalıdır ve bu değerlerin yükselmesine sebep olan etki yok edilmelidir. Aşırı düşüşler görüldüğü zamanlarda, pH değişimleri de yakından takip edilmelidir. Aşağıda, su kalitesi hızla bozulan bir akvaryuma ait redoks değerleri görülmektedir:

 

Tablo  SEQ Tablo \* ARABIC 3: Su kalitesi hızla bozulmakta olan bir akvaryuma ait redoks değerleri

 

Redoks Potansiyelini Değiştirmek

 

Redoks değeri yükseldikçe, su kirlenmeye karşı daha iyi mücadele eder ve bu sırada redoks değeri düşer. Yani, redoks değerleri yüksek olan bir akvaryumda kirlenmeden bahsedemeyiz, çünkü eğer kirlenme olsaydı redoks değerleri düşmüş olurdu.

 

Şu ana kadar yazılanlardan sonra, redoks potansiyelini yükseltmeyi tek bir işlemin sonunda yapamayacağımızı tahmin edebiliyor olmalısınız. Bunu başarabilmemiz için bir takım etkilerin olumlu yönde değişiyor olması gerekir. Akvaryumlarda başarıyla kullanılan çeşitli kimyasal yöntemler vardır. Fakat bu yazının hedefi bu yöntemleri öğretmek değil; redoks potansiyelini nasıl kullanacağımızı öğrenmektir.

 

Akvaryum bakımlarınızı zamanında yapıp iyi gözlemlediğiniz sürece redoks potansiyeliniz yüksek kalacaktır. Fazla yemlemeden kaçınmak her zaman etkili bir yöntemdir. Böylece hem yenmeyen yemlerin, hem de balık artıklarının redoks değerini düşürmesi engellenmiş olur. Akvaryumda bozunabilecek en büyük organik atıklar ölü balıklardır.Eğer uzun süredir bir balığınızı göremiyorsanız, redoks değeri açısından dikkatli olmanız gereklidir.