Química Acuática
La química acuática estudia los equilibrios químicos y las velocidades de reacción que determinan la composición de las aguas naturales, desde ríos y lagos hasta océanos y aguas subterráneas.
Definition
La rama de la química ambiental que se ocupa de la composición química, los equilibrios y la cinética de reacción de las aguas naturales.
Scope
Esta área abarca los equilibrios ácido-base y de carbonatos, las condiciones de oxidación-reducción, la especiación y complejación de metales, y la química de nutrientes que rige la productividad. Trata el agua como un medio reactivo donde interactúan gases disueltos, minerales, materia orgánica y biota, y proporciona el marco de equilibrio y cinético utilizado en la ciencia de la calidad del agua y de los ecosistemas acuáticos.
Sub-topics
Core questions
- ¿Qué controla el pH y la capacidad amortiguadora de las aguas naturales?
- ¿Cómo estructuran las condiciones redox la química acuática?
- ¿En qué formas químicas se encuentran los metales y nutrientes en el agua?
- ¿Cómo responde la química oceánica al aumento del dióxido de carbono atmosférico?
Key theories
- Modelo de equilibrio químico de las aguas naturales
- La composición del agua natural se puede entender a través de equilibrios acoplados ácido-base, de solubilidad, redox y de complejación, complementados por la cinética donde las reacciones son lentas, proporcionando un marco cuantitativo para predecir la especiación.
- Amortiguación de carbonatos y acidificación oceánica
- El sistema de carbonatos amortigua las aguas naturales y el agua de mar; la absorción de dióxido de carbono antropogénico disminuye el pH oceánico y la saturación de carbonatos, con consecuencias para los organismos calcificadores.
Mechanisms
La química acuática se organiza en torno a variables maestras: el pH establecido por el sistema de carbonatos y otros sistemas ácido-base, el pE o potencial redox establecido por la disponibilidad de donantes y aceptores de electrones, y las concentraciones de ligandos que controlan la especiación de metales. Estas interactúan con la disolución y precipitación de minerales y con la absorción y respiración biológica.
Clinical relevance
La química acuática es la base del tratamiento del agua potable, la evaluación de la contaminación por metales y nutrientes, y las predicciones de cómo los ecosistemas responden a la acidificación y la eutrofización.
History
La química acuática se consolidó como una disciplina cuantitativa basada en el equilibrio por Stumm y Morgan a partir de la década de 1960, basándose en la aplicación de Sillen de los equilibrios químicos al agua de mar.
Key figures
- Werner Stumm
- James J. Morgan
- Lars Gunnar Sillen
Related topics
Seminal works
- stumm1996
- hoeghguldberg2007
Frequently asked questions
- ¿Por qué se denomina al pH una variable maestra en la química acuática?
- Porque controla simultáneamente muchos otros equilibrios, incluyendo la solubilidad de minerales, la especiación de metales y la distribución de especies de carbonato.