Mokhoa oa ho Oxidation le Phokotso ho Geochemistry ke eng?
Ho geochemistry, diphetoho tse ngata tse etsahalang dimineraleng, mafikeng, metsing a ka tlase ho lefatshe, esita le dikarolong tse qhibilihileng dinokeng le mawatleng di susumetswa ke diketso tsa dikhemikhale tse kenyeletsang phetiso ya dielektrone. Ditshebetso tse pedi tsa motheo tse laolang phetiso ena ya dielektrone ke oxidation le phokotso (hangata di bitswa diketso tsa redox). Ho utlwisisa redox ho bohlokwa hobane ditshebetso tsena di etsa qeto ya botsitso ba diminerale, ho tsamaya ha tshepe, boleng ba metsi, ho thehwa ha ore, esita le matla a dikotla tikolohong. Sengoloa sena se bua ka hore na oxidation le phokotso ke eng moelelong wa geochemistry, hore na di sebetsa jwang, le hore na ke hobaneng di bapala karolo ya bohlokwa tsamaisong ya Lefatshe.
Ho Utloisisa Oxidation le Phokotso
Ka bokhutšoanyane, oxidation ke mokhoa oa ho lahleheloa ke lielektrone, ha phokotso e le mokhoa oa ho fumana lielektrone. Mekhoa ena e 'meli e lula e etsahala ka bobeli: haeba ntho e lahleheloa ke lielektrone (e oxidation), joale ntho e 'ngoe e tlameha ho amohela lielektrone tseo (e fokotseha). Kahoo, karabelo ea redox ke karabelo e kenyeletsang phapanyetsano ea lielektrone pakeng tsa mefuta e 'meli ea lik'hemik'hale.
Mokgweng wa geochemical, oxidation le phokotso hangata di amahanngwa le diphetoho palong ya oxidation ya element. Ha palo ya oxidation e eketseha, element e a oxidation; ha palo ya oxidation e fokotseha, e a fokotseha.
Mohlala o bonolo:
– Tšepe(II) kapa Fe²⁺ li ka oxidized ho ba Tšepe(III) kapa Fe³⁺ (lielektrone tse lahleheloang ke tsona).
– Ka lehlakoreng le leng, Fe³⁺ e ka fokotsoa ho Fe²⁺ (ho amohela dielektrone).
Redox ka har'a Mekhoa ea Tlhaho: Hase feela "ho Sebetsana le Oksijene"
Polelwana "oxidation" ehlile e simoloha karabelong e nang le oksijene, empa ho geochemistry, oxidation ha se kamehla e bolelang "karabelo le O₂." Oxidation e ka hlaha ka lebaka la ho kopana le di-oxidant tse ding tse fapaneng tse kang nitrate (NO₃⁻), sulfate (SO₄²⁻), kapa esita le diminerale tse itseng tse kgonang ho amohela dielektrone.
Ka ho tšoanang, phokotso ha se kamehla e amanang le "tahlehelo ea oksijene." Phokotso e ka etsahala ka ho eketsoa ha lielektrone ke li-reduction agents tse fapaneng, tse kang lisebelisoa tsa tlhaho, hydrogen sulfide (H₂S), kapa li-ion tsa tšepe (II), tse fokotsang ho ba lintho tse ling.
Ke Hobane'ng ha Likarabelo tsa Redox li le Bohlokoa ho Geochemistry?
Likarabelo tsa Redox ke "lienjine" tse laolang likarolo tse ngata tsa k'hemistri ea tikoloho le jeoloji, ho kenyeletsoa:
1. Ho tsamaea ha likarolo le litšepe tse boima
Litšepe tse ngata (mohlala, Fe, Mn, As, U, Cr) li na le ho qhibiliha ho fapaneng tlas'a maemo a oxidizing khahlanong le a fokotsang. Tlas'a maemo a oxidizing, litšepe tse ling li etsa liminerale tse sa qhibiliheng tsa oxide/hydroxide; tlas'a maemo a fokotsang, tse ling li qhibiliha haholoanyane 'me li tsamaisoa habonolo ka phallo ea metsi a ka tlas'a lefatše.
2. Ho thehoa le ho ntlafala ha diminerale
Liminerale tsa sulfide tse kang pyrite (FeS₂) li ka oxidation ha li pepesehetse metsi le oksijene, tsa hlahisa sulfate le asiti. Ena ke ts'ebetso ea bohlokoa ho tieheng ha majoe 'me hape ke mohloli oa mathata a tikoloho joalo ka ho ntsha metsi a merafong ea asiti.
3. Boleng ba metsi a ka tlas'a lefatše le metsi a ka holimo
Maemo a Redox a susumetsa hore na metsi a na le tšepe e qhibilihisitsoeng, manganese, ammonia, sulfide, kapa nitrate le oksijene e qhibilihisitsoeng. Liphetoho tsa Redox li ka fetola tatso, 'mala, monko le polokeho ea metsi bakeng sa tšebeliso.
4. Lipotoloho tsa biogeochemical
Potoloho ea khabone, naetrojene, sebabole le tšepe e susumetsoa haholo ke liketso tsa redox tseo hangata li tsamaisoang ke likokoana-hloko.
Khopolo-taba ea Bohlokoa: Redox Potential (Eh)
Ho geochemistry, maemo a oxidative kapa a fokotsang a tikoloho hangata a hlaloswa e le Eh (redox potential), hangata ka diyuniti tsa volts (V) kapa millivolts (mV).
– High Eh → tikoloho e nang le oxidative e ngata (li-oxidant tse ngata tse fumanehang, tse kang O₂).
– Low Eh → tikoloho e fokotsang haholo (oksijene e fokolang, ntho e fokotsang e laolang, mohlala, lintho tse phelang).
Eh ha e eme e le mong. E amana le pH, mocheso, le sebopeho sa lik'hemik'hale sa tharollo. Ka hona, litsebi tsa jeokhemistri hangata li sebelisa setšoantšo sa Eh-pH (setšoantšo sa Pourbaix) ho bolela esale pele sebopeho se tsitsitseng sa lik'hemik'hale sa karolo tlas'a maemo a itseng—mohlala, hore na tšepe e tla ba e tsitsitseng joalo ka Fe²⁺ e qhibilihisitsoeng, Fe³⁺, kapa e le liminerale tse kang hematite le goethite.
Mehlala ea Mekhoa ea Bohlokoa ea Redox ho Geochemistry
1. Ho ntsha Oxidation ya Pyrite le ho ntsha metsi a morafong wa asiti
Pyrite (FeS₂) ke diminerale ya sulfide e tlwaelehileng majweng a sedimentary le dibakeng tsa merafo. Ha pyrite e pepesehetse oksijene le metsi, e ka oxidation ho hlahisa di-ion tsa sulfate le hydrogen (H⁺), tse bakang asiti.
Ka kakaretso (e nolofalitsoeng), karabelo e ka hlahisa:
– ion ea sulfate (SO₄²⁻)
– Fe²⁺/Fe³⁺
– H⁺ (e theola pH)
Tšusumetso e kholo: pH e tlase e qhala litšepe tse ling (Al, Mn, Zn, Cu), e silafatsa linoka, 'me e senya tikoloho.
2. Phokotso ea Sulfate le ho Thehoa ha Sulfate
Libakeng tse sedimentary tse haelloang ke oksijene (tse se nang chefo), libaktheria tse fokotsang sulfate li ka sebelisa sulfate e le moamoheli oa lielektrone, tse hlahisang sulfide (H₂S). Ts'ebetso ena e tloaelehile mekhoabong, matšeng a matša, kapa libakeng tse nang le lintho tse phelang tse ngata tse phelang metsing.
Sephetho:
– monko oa “lehe le bolileng” o hlaha ho tsoa ho H₂S
– di-sulfide di ka arabela le Fe²⁺ ho etsa diminerale tse kang FeS kapa pyrite (FeS₂), tsa notlela sebabole le tshepe ka sebopeho se tiileng.
3. Phetoho ea Tšepe le Manganese Metsing a ka Tlas'a Lefatše
Metsing a ka tlas'a lefatše a nang le oksijene e qhibilihileng hanyane, tšepe le manganese hangata li ba teng e le Fe²⁺ le Mn²⁺ tse qhibilihang haholoanyane. Ha metsi ana a pompeloa holimo 'me a kopana le oksijene:
– Fe²⁺ e oxidiswa ho Fe³⁺ mme e etsa moferefere o mofubedu o sootho (iron oxide/hydroxide)
– Mn²⁺ e ka etsa masalla a matsho (manganese oxide)
Sena se hlalosa lebaka leo ka lona liliba tse ling li hlahisang metsi a hlakileng qalong empa ebe a fetoha 'mala ebe a siea matheba.
4. Naetrojene Redox: Nitrate, Nitrite, le Ammonium
Metsing a mobu le a metsi:
– Tlas'a maemo a oxidative, naetrojene hangata e tsitsitse e le nitrate (NO₃⁻).
– Tlas'a maemo a fokotsang, nitrate e ka fokotsoa ka ho ntsha nitrification ho ba khase ea N₂ (e lokolleloang sepakapakeng), kapa e ka qetella e le ammonium (NH₄⁺).
Sena se bohlokoa temong le tšilafalong ea metsi a ka tlas'a lefatše: nitrate ea qhibiliha ebile ea tsamaea, athe ammonium e atisa ho tlamahana le likaroloana tse itseng tsa mobu.
Karolo ea Likokoana-hloko Likarabelong tsa Redox tsa Geochemical
Likarabelo tse ngata tsa redox tlhahong li potlakisoa haholo ke likokoana-hloko. Li sebelisa liketso tsa redox e le mohloli oa matla, mohlala:
– libaktheria tse oxidisang tšepe (fetola Fe²⁺ ho Fe³⁺)
– libaktheria tse fokotsang tšepe (fetola Fe³⁺ ho Fe²⁺)
– libaktheria tse fokotsang sulfate (SO₄²⁻ → H₂S)
– baktheria e fang nitrizing le e nyenyefatsang nitrizing (phetoho ea naetrojene)
Tšusumetso ea likokoana-hloko tsena e ka baka hore maemo a redox a sediment kapa metsi a ka tlas'a lefatše a fetohe ka potlako, haholo-holo haeba ho na le phepelo ea lintho tse phelang e le mofani oa lielektrone.
Qetello
Mekhoa ea ho ntša oksijene le phokotso ho geochemistry ke liketso tsa phapanyetsano ea lielektrone tse laolang sebopeho sa lik'hemik'hale, ho qhibiliha le ho tsamaea ha likarolo tse ngata tikolohong ea Lefatše. Maemo a Redox (hangata a lekanngoang ke Eh) a etsa qeto ea hore na tikoloho e na le tšekamelo ea ho tsitsisa li-oxide, li-sulfide, kapa mefuta e qhibilihisitsoeng ea karolo e itseng. Liketsahalo tsa Redox li boetse li bapala karolo e kholo ho etseng ha liminerale, ho thehoa ha ore, boleng ba metsi a ka tlas'a lefatše, tšilafalo le lipotoloho tsa biogeochemical tse kenyelletsang khabone, naetrojene, sebabole, tšepe le manganese. Ka ho utloisisa redox, re ka bolela esale pele hamolemo liphetoho tsa geochemical tlhahong le ho rala maano a tsamaiso ea tikoloho—mohlala, ho thibela ho qhalana ha metsi a merafong ea asiti, ho laola litšila, kapa ho ntlafatsa boleng ba metsi.
Haeba o lakatsa, nka eketsa setshwantsho se bonolo sa Eh–pH, mohlala wa bothata mabapi le ho bala dinomoro tsa oxidation, kapa mofuta wa sengoloa se shebaneng haholo le dinyewe tsa Indonesia (mohlala, ho ntsha metsi a merafong ya mashala a asiti, dibaka tsa peat, kapa tshilafatso ya arsenic metsing a ka tlasa lefatshe).
