stringtranslate.com

Carbono inorgánico total

El carbono inorgánico total ( C T o TIC ) es la suma de las especies de carbono inorgánico .

Los compuestos de carbono se pueden distinguir como orgánicos o inorgánicos , y disueltos o particulados , dependiendo de su composición. El carbono orgánico forma la columna vertebral de los componentes clave de los compuestos orgánicos como las proteínas , los lípidos , los carbohidratos y los ácidos nucleicos . El carbono inorgánico se encuentra principalmente en compuestos simples como el dióxido de carbono ( CO2 ), el ácido carbónico ( H2CO3 ), el bicarbonato ( HCO3 ) .−3) y carbonato ( CO2−3).

Descripción general

El sistema de carbono inorgánico acuático está compuesto por las diversas formas iónicas, disueltas, sólidas y/o gaseosas del dióxido de carbono en el agua. Estas especies incluyen dióxido de carbono disuelto , ácido carbónico , anión bicarbonato , anión carbonato , carbonato de calcio , carbonato de magnesio y otros. Las cantidades relativas de cada especie en un cuerpo de agua dependen de variables físicas que incluyen temperatura y salinidad, así como variables químicas como pH y presión parcial de gas. Variables como alcalinidad y carbono inorgánico disuelto (o total) definen además un equilibrio de masa y carga que restringe el estado total del sistema. [1] [2]

Dados dos de los cuatro parámetros centrales del sistema de carbono inorgánico (pH, alcalinidad, carbono inorgánico disuelto, presión parcial de dióxido de carbono), el resto se puede derivar resolviendo un sistema de ecuaciones que se adhieren a los principios de la termodinámica química . [2]

Durante la mayor parte del siglo XX, los equilibrios químicos en sistemas marinos y de agua dulce se calcularon de acuerdo con diversas convenciones, lo que generó discrepancias entre los cálculos de los laboratorios y una reproducibilidad científica limitada. [3] Desde 1998, se ha utilizado ampliamente una familia de programas de software llamada CO2SYS . Este software calcula los equilibrios químicos para las especies y parámetros de carbono inorgánico acuático . Su función principal es utilizar dos de los cuatro parámetros centrales del sistema de carbono inorgánico ( pH , alcalinidad , carbono inorgánico disuelto y presión parcial de dióxido de carbono ) para calcular varias propiedades químicas del sistema. Los programas son ampliamente utilizados por oceanógrafos y limnólogos para comprender y predecir los equilibrios químicos en aguas naturales. [4]

Especies de carbono inorgánico

El carbono se separa en cuatro depósitos distintos según sea orgánico o inorgánico, y si está disuelto o en forma de partículas. Los procesos asociados con cada flecha describen la transformación asociada con la transferencia de carbono de un depósito a otro.

Las especies de carbono inorgánico incluyen dióxido de carbono , ácido carbónico , anión bicarbonato y carbonato . [5] Es habitual expresar el dióxido de carbono y el ácido carbónico simultáneamente como CO 2 * . C T es un parámetro clave al realizar mediciones relacionadas con el pH de sistemas acuosos naturales, [6] y estimaciones del flujo de dióxido de carbono.

dónde,

Cada una de estas especies está relacionada por los siguientes equilibrios químicos determinados por el pH:

Las concentraciones de las diferentes especies de DIC (y qué especie es dominante) dependen del pH de la solución, como lo muestra un diagrama de Bjerrum .

El carbono inorgánico total se mide normalmente mediante la acidificación de la muestra, que lleva los equilibrios a CO2 . A continuación, este gas se extrae de la solución y se atrapa; luego se mide la cantidad atrapada, normalmente mediante espectroscopia infrarroja .

Carbono marino

Relación entre los tipos de carbono

El carbono marino se separa además en fases de partículas y disueltas. Estos depósitos se definen operativamente por la separación física: el carbono disuelto pasa a través de un filtro de 0,2 μm, mientras que el carbono de partículas no.

Hay dos tipos principales de carbono inorgánico que se encuentran en los océanos:

Algunas de las especies de carbono inorgánico presentes en el océano, como el bicarbonato y el carbonato , contribuyen de forma importante a la alcalinidad , un amortiguador natural del océano que evita cambios drásticos en la acidez (o pH ). El ciclo del carbono marino también afecta a las tasas de reacción y disolución de algunos compuestos químicos, regula la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera y la temperatura de la Tierra. [8]

Referencias

  1. ^ Zeebe, Richard E.; Wolf-Gladrow, Dieter A. (15 de octubre de 2001). CO2 en el agua de mar: equilibrio, cinética, isótopos. Ámsterdam. ISBN 978-0-08-052922-6.OCLC 246683387  .{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
  2. ^ ab Stumm, Werner; Morgan, James J. (2012). Química acuática: equilibrios químicos y tasas en aguas naturales (3.ª ed.). Hoboken: Wiley. ISBN 978-1-118-59148-2.OCLC 830169758  .
  3. ^ Lewis; Wallace (1998). "Programa desarrollado para cálculos de sistemas de CO2". ORNL/CDIAC-105 .
  4. ^ Orr, JC; Epitalon, J.-M.; Gattuso, J.-P. (9 de marzo de 2015). "Comparación de diez paquetes que calculan la química de los carbonatos oceánicos". Biogeosciences . 12 (5): 1483–1510. Bibcode :2015BGeo...12.1483O. doi : 10.5194/bg-12-1483-2015 . ISSN  1726-4189.
  5. ^ C. Michael Hogan. 2010. Calcio. eds. A. Jorgensen, C. Cleveland. Enciclopedia de la Tierra. Consejo Nacional para la Ciencia y el Medio Ambiente.
  6. ^ Stanley E. Manahan. 2005. Química ambiental. CRC Press
  7. ^ Wilson, RW; Millero, FJ; Taylor, JR; Walsh, PJ; Christensen, V.; Jennings, S.; Grosell, M. (16 de enero de 2009). "Contribución de los peces al ciclo del carbono inorgánico marino". Science . 323 (5912): 359–362. Bibcode :2009Sci...323..359W. doi :10.1126/science.1157972. ISSN  0036-8075. PMID  19150840. S2CID  36321414.
  8. ^ Emerson, Steven (2008). Oceanografía química y el ciclo del carbono marino . Reino Unido: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-83313-4.