619 matches
-
care să blocheze lumenul pitului. Atingerea unei mărimi suficiente a pitului permite accesul liber al soluției în pit, deci echilibrarea potențialelor soluției și metalului, oprind procesul corosiv. Și coroziunea chimică poate fi interpretată în același mod (ca având un determinism redox) dacă considerăm modelul pilă cu electrolit solid (oxidul ce separă un electrod metalic - de speța I-a - de unul de gaz, atmosfera versus altă zonă a metalului). În cazul sistemelor neierarhizate (cu un singur nivel), se manifestă o dependență redox
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
redox) dacă considerăm modelul pilă cu electrolit solid (oxidul ce separă un electrod metalic - de speța I-a - de unul de gaz, atmosfera versus altă zonă a metalului). În cazul sistemelor neierarhizate (cu un singur nivel), se manifestă o dependență redox directă (alură gaussiană) a proceselor ce decurg la nivelul acelor sisteme. Enunțul este respectat și în cazul de față, al coroziunii metalelor. Este suficient să reluăm comportamentul sistemului Fe-apă în gradient de rH (fig. 4), anume figura 14, pentru a
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
organismele doar facilitează apariția coroziunii, o clasificare a fenomenelor de coroziune biologică se poate face după mecanismul facilitat, deosebindu-se: 1 - producerea de metaboliți cu acțiune corosivă, precum acizi organici, NH3, H2S, mercaptani, sulfuri, H2SO4 [16]; 2 - producerea de modulatori redox în scopul reglării condițiilor redox de mediu spre optimul caracteristic organismelor în cauză; unele dintre acestea, anume fotoautotrofele, modulează astfel condiții oxidante, în care metalul este instabil [1]; 3 - deplasarea echilibrului electrochimic (depolarizare), de exemplu utilizarea de către bacterii (heterotrofe) a
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
o clasificare a fenomenelor de coroziune biologică se poate face după mecanismul facilitat, deosebindu-se: 1 - producerea de metaboliți cu acțiune corosivă, precum acizi organici, NH3, H2S, mercaptani, sulfuri, H2SO4 [16]; 2 - producerea de modulatori redox în scopul reglării condițiilor redox de mediu spre optimul caracteristic organismelor în cauză; unele dintre acestea, anume fotoautotrofele, modulează astfel condiții oxidante, în care metalul este instabil [1]; 3 - deplasarea echilibrului electrochimic (depolarizare), de exemplu utilizarea de către bacterii (heterotrofe) a hidrogenului [16] (formă chimică de
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
pe care o conferă solul. Este fenomenul numit fouling biologic. Această secțiune a cărții își propune să trateze problema foulingului biologic, ca și a coroziunii generate direct sau indirect de acesta, pe o nouă cale și anume prin controlul condițiilor redox de mediu. Având în vedere caracterul inedit a abordării problemei, vom acorda un spațiu mai larg în economia secțiunii aspectelor legate de caracterul redox al mediului și de parametrul său de cuantificare, anume rH-ul. 2.2. Aspecte pregătitoare Deoarece
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
coroziunii generate direct sau indirect de acesta, pe o nouă cale și anume prin controlul condițiilor redox de mediu. Având în vedere caracterul inedit a abordării problemei, vom acorda un spațiu mai larg în economia secțiunii aspectelor legate de caracterul redox al mediului și de parametrul său de cuantificare, anume rH-ul. 2.2. Aspecte pregătitoare Deoarece subiectul este strâns legat de caracterul redox al mediului, respectiv de rH, vom face pentru început câteva considerațiuni privind definiția, determinarea și implicațiile rH
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
inedit a abordării problemei, vom acorda un spațiu mai larg în economia secțiunii aspectelor legate de caracterul redox al mediului și de parametrul său de cuantificare, anume rH-ul. 2.2. Aspecte pregătitoare Deoarece subiectul este strâns legat de caracterul redox al mediului, respectiv de rH, vom face pentru început câteva considerațiuni privind definiția, determinarea și implicațiile rH-ului în direcțiile integrate de subiect: foulingul și coroziunea biologice. 2.2.1. Ce este rH-ul Un factor determinant în derularea proceselor
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
început câteva considerațiuni privind definiția, determinarea și implicațiile rH-ului în direcțiile integrate de subiect: foulingul și coroziunea biologice. 2.2.1. Ce este rH-ul Un factor determinant în derularea proceselor fizico chimice, chimice, biochimice și biologice, este caracterul redox al mediului. Prin mediu înțelegem o categorie largă, ce cuprinde atât mediul ambiental cât și mediul intern al diverselor organisme, al căror metabolism este influențat de condițiile redox ale mediului. Această categorie mai cuprinde diversele medii în care se desfășoară
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
determinant în derularea proceselor fizico chimice, chimice, biochimice și biologice, este caracterul redox al mediului. Prin mediu înțelegem o categorie largă, ce cuprinde atât mediul ambiental cât și mediul intern al diverselor organisme, al căror metabolism este influențat de condițiile redox ale mediului. Această categorie mai cuprinde diversele medii în care se desfășoară reacțiile chimice și enzimatice sau biosintezele implicate în activitatea tehnologică umană. Necesitatea măsurării, precum și a controlului caracterului redox devine evidentă. Caracterul redox al mediului este cuantificat prin potențialul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
al diverselor organisme, al căror metabolism este influențat de condițiile redox ale mediului. Această categorie mai cuprinde diversele medii în care se desfășoară reacțiile chimice și enzimatice sau biosintezele implicate în activitatea tehnologică umană. Necesitatea măsurării, precum și a controlului caracterului redox devine evidentă. Caracterul redox al mediului este cuantificat prin potențialul redox, Eh, mărime determinabilă experimental, însă în același timp afectată de alți parametri, între care cel mai important este pH-ul mediului respectiv. De aici, necesitatea ca la exprimarea caracterului
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
căror metabolism este influențat de condițiile redox ale mediului. Această categorie mai cuprinde diversele medii în care se desfășoară reacțiile chimice și enzimatice sau biosintezele implicate în activitatea tehnologică umană. Necesitatea măsurării, precum și a controlului caracterului redox devine evidentă. Caracterul redox al mediului este cuantificat prin potențialul redox, Eh, mărime determinabilă experimental, însă în același timp afectată de alți parametri, între care cel mai important este pH-ul mediului respectiv. De aici, necesitatea ca la exprimarea caracterului redox prin potențialul redox
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ale mediului. Această categorie mai cuprinde diversele medii în care se desfășoară reacțiile chimice și enzimatice sau biosintezele implicate în activitatea tehnologică umană. Necesitatea măsurării, precum și a controlului caracterului redox devine evidentă. Caracterul redox al mediului este cuantificat prin potențialul redox, Eh, mărime determinabilă experimental, însă în același timp afectată de alți parametri, între care cel mai important este pH-ul mediului respectiv. De aici, necesitatea ca la exprimarea caracterului redox prin potențialul redox să se specifice pH-ul la care
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
devine evidentă. Caracterul redox al mediului este cuantificat prin potențialul redox, Eh, mărime determinabilă experimental, însă în același timp afectată de alți parametri, între care cel mai important este pH-ul mediului respectiv. De aici, necesitatea ca la exprimarea caracterului redox prin potențialul redox să se specifice pH-ul la care s’a lucrat; dacă pentru câteva valori experimentale faptul nu constituie un impediment, el devine însă o piedică serioasă pentru interpretare atunci când se caută o dinamică a fenomenelor, în special
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
redox al mediului este cuantificat prin potențialul redox, Eh, mărime determinabilă experimental, însă în același timp afectată de alți parametri, între care cel mai important este pH-ul mediului respectiv. De aici, necesitatea ca la exprimarea caracterului redox prin potențialul redox să se specifice pH-ul la care s’a lucrat; dacă pentru câteva valori experimentale faptul nu constituie un impediment, el devine însă o piedică serioasă pentru interpretare atunci când se caută o dinamică a fenomenelor, în special biologice. Astfel încât, W
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
constituie un impediment, el devine însă o piedică serioasă pentru interpretare atunci când se caută o dinamică a fenomenelor, în special biologice. Astfel încât, W. M. Clark (și B. Cohen) a propus în 1923 ceea ce noi am numi o corecție a potențialului redox prin principalul său factor de influență, pH-ul, prin relația ce-i poartă numele, introducând un parametru nou, rH-ul, oarecum analog cu pH-ul (care devine de fapt un caz particular al său): Această relație permite calculul rH-ului
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
fapt un caz particular al său): Această relație permite calculul rH-ului din mărimile determinabile experimental, Eh și pH. Relația de definiție − demonstrabilă matematic − este însă: − unde: p(H2) este presiunea parțială a hidrogenului gazos din atmosfera aflată în echilibru redox cu mediul caracterizat (este vorba de o atmosferă sintetică alcătuită din hidrogen și oxigen - reducătorul, respectiv oxidantul - ce încadrează ca extreme, mai mult, constituie prin neutralizare mediul în care are sens fizic noțiunea de rH, anume apa). Adică, mediul este
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
infra). Se delimitează astfel un domeniu reducător, rH 0...28,3, respectiv unul oxidant, rH 28,3...42,4. Scara de rH este, după cum se observă, logaritmică, spre deosebire de analogul său, pH-ul, cu scară liniară. Conform conceptelor consacrate [19] potențialul redox, Eh, este descris, în forma generalizată, de următoarea relație: (1) unde: E0 este potențialul standard; R este constanta gazelor, 8,314 J/grd; F este constanta lui Faraday, 96.500 Coulomb; n este numărul de electroni ce iau parte la
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
zecimal (log = 0,4343⋅ln), se obține, la t = 25 °C (T= 273 + t = 298), expresia: (3) dar: , iar [H2] este presiunea hidrogenului aflat în echilibru, adică p(H2); deci = [prin analogie cu pH-ul] = rH. Ca urmare, expresia potențialului redox devine: (4) de unde:(5 ) Raportul dintre cele trei mărimi, fundamentale, respectiv derivată, este de așa natură încât dacă potențialul redox scade (ca efect a unei influențe de natură fizică, fără a implica modificări de ordin chimic), pH-ul crește și
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
este presiunea hidrogenului aflat în echilibru, adică p(H2); deci = [prin analogie cu pH-ul] = rH. Ca urmare, expresia potențialului redox devine: (4) de unde:(5 ) Raportul dintre cele trei mărimi, fundamentale, respectiv derivată, este de așa natură încât dacă potențialul redox scade (ca efect a unei influențe de natură fizică, fără a implica modificări de ordin chimic), pH-ul crește și invers, astfel încât valoarea rH-ului să rămână constantă. 2.2.2. Implicații ale rH-ului O analiză și implicit o
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
este întotdeauna același lucru din punctul de vedere al desfășurării procesului, chiar dacă din punct de vedere matematic este, dependența este cel mai adesea asimetrică. Atunci când sistemul investigat, la nivelul căruia se manifestă dependența Efect = f(rH) de tip gaussian (determinism redox direct), este integrat de un suprasistem ce-și urmărește homeostazia - este cazul sistemelor biologice și celor integratoare ale acestora - la nivelul acestuia din urmă se manifestă o dependență Efect = f(rH) mai complexă, cu alură în M, care este de
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
și urmărește homeostazia - este cazul sistemelor biologice și celor integratoare ale acestora - la nivelul acestuia din urmă se manifestă o dependență Efect = f(rH) mai complexă, cu alură în M, care este de fapt derivata I-a aplicată modulului dependenței redox directe (reacția subsistemului/lor), adică dependenței cu pantă mereu neschimbată ca semn, pe care o definim ca dependență redox compensatorie (fig. 18: 1 - dependența directă; 2 - funcția modul; 3 - derivata I-a a funcției modul, dependența redox compensatorie) [20]. Caracterul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
o dependență Efect = f(rH) mai complexă, cu alură în M, care este de fapt derivata I-a aplicată modulului dependenței redox directe (reacția subsistemului/lor), adică dependenței cu pantă mereu neschimbată ca semn, pe care o definim ca dependență redox compensatorie (fig. 18: 1 - dependența directă; 2 - funcția modul; 3 - derivata I-a a funcției modul, dependența redox compensatorie) [20]. Caracterul redox și parametrul său de cuantificare - rH-ul - este unul dintre principalii factori de (în special) biocontrol, cu implicații
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
aplicată modulului dependenței redox directe (reacția subsistemului/lor), adică dependenței cu pantă mereu neschimbată ca semn, pe care o definim ca dependență redox compensatorie (fig. 18: 1 - dependența directă; 2 - funcția modul; 3 - derivata I-a a funcției modul, dependența redox compensatorie) [20]. Caracterul redox și parametrul său de cuantificare - rH-ul - este unul dintre principalii factori de (în special) biocontrol, cu implicații complexe și tocmai acest fapt l’a făcut mai puțin cunoscut, evitat chiar; din acest motiv, am considerat
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
directe (reacția subsistemului/lor), adică dependenței cu pantă mereu neschimbată ca semn, pe care o definim ca dependență redox compensatorie (fig. 18: 1 - dependența directă; 2 - funcția modul; 3 - derivata I-a a funcției modul, dependența redox compensatorie) [20]. Caracterul redox și parametrul său de cuantificare - rH-ul - este unul dintre principalii factori de (în special) biocontrol, cu implicații complexe și tocmai acest fapt l’a făcut mai puțin cunoscut, evitat chiar; din acest motiv, am considerat utilă amintirea câtorva generalități
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
am considerat utilă amintirea câtorva generalități referitoare la domeniile ce concură în dezvoltarea acestei secțiuni. 2.2.2.1. Implicații ale rH-ului în procese fizico chimice Acest nivel de organizare a materiei, primul în care se manifestă un determinism redox, va fi exemplificat numai cu aspecte privind procesele de transfer prin membrană care sunt implicate în existența și dezvoltarea foulingului biologic. Transferul prin membrane semipermeabile este determinat redox - direct (v. fig. 18) - atât calitativ, ca selectivitate (ioni și chiar substanțe
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]