Nitrat iyonunun bakır ve modifiye edilmiş bakır elektrotlarda indirgenmesi

Abstract

Azot tüm yaşam için gerekli olan amino asit, protein ve nükleik asitlerin yapıtaşıdır. Atmosferde bol miktarda bulunmasına rağmen azot (N2 gaz formunda) ancak indirgendikten (fiksasyon) sonra hayvanlar ve bitkiler tarafından kullanılabilmektedir. N2 gazının amonyak ve çeşitli azot oksit bileşiklerine dönüştürüldüğü bu fiksasyon işlemi azot döngüsünün önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Bakteriler, farklı azot oksitlerin dönüşümleri dahil döngüdeki her adımı kataliz etmekte rol almaktadır. Nitrat iyonu, azot döngüsünün denitrifikasyon sırasında oluşan bir ara üründür. Doğada bulunan azotun, bakteriler tarafından dolaylı olarak nitrat iyonuna dönüşmesi doğal bir süreçtir.Doğada kendiliğinden gerçekleşen ve doğadaki tüm canlılar için hayati önem taşıyan bu tür olaylarda bir denge mevcuttur. Bu dengenin anlaşılmaya çalışılması, bilim adamlarını laboratuar koşullarında çalışmalar yapmaya yöneltmiştir. Yarım yüzyıldan beri bu alanda yapılan çalışmalarda, nitrat iyonu elektrokimyasal yöntemlerle indirgenmiş ve olası indirgenme mekanizması belirlenmeye çalışılmıştır.Bu çalışmada, nitrat iyonunun asidik ortamda elektrokimyasal indirgenme reaksiyonu incelenmiştir. Elektrokimyasal indirgenme reaksiyonuna elektrot materyalinin, elektrot potonsiyelinin, elektrolit ortamındaki asit ve nitrat derişimlerinin etkisi incelenerek indirgenme ürünleri belirlenmiştir.Ayrıca, sabit potansiyelde gerçekleştirilen elektrolizlerde reaksiyon süresine bağlı olarak nitrat iyonunun ve oluşan ürünlerin derişimleri tespit edilerek reaksiyon hız ifadeleri türetilmiştir

Nitrogen is essential for life and it is a constituent element of amino acids, proteins and nucleic acids. Although nitrogen is the most plenty of the elements in the atmosphere (in the form of N2), it can be used by animals and plants only after it has undergone fixation. Such fixation process constitutes an important part of the nitrogen cycle in which N2 is converted to ammonia and a variety of nitrogen oxide. Bacteria play an essential role in the cycle since they catalyze each step including conversion of different of nitrogen oxide. Nitrate is an intermediate in the denitirification of nitrogen cycle.An equilibrium is suggested in this kind of events which realise spontaneously and is vital for all life. In order to understand this equilibrium the scientist have been led to studies in laboratory condition. Since half of century in previous studies in this field, nitrate ion was reduced by electrochemical method and a probable reduction mechanism proposed.In this study, the electrochemical reduction of nitrate ion is studied in acidic media. The effects of electrode materials, electrode potentials and the concentrations of acid and nitrate on electrochemical reduction reaction are investigated.In additon, at constant potential a series of electrolyses was carried out. According to results the reaction rate was determinated.