जलीय रसायन विज्ञान

जलीय रसायन विज्ञान रासायनिक संतुलन और प्रतिक्रिया दरों का अध्ययन करता है जो नदियों और झीलों से लेकर महासागरों और भूजल तक प्राकृतिक जल की संरचना को निर्धारित करते हैं।

Definition

पर्यावरण रसायन विज्ञान की वह शाखा जो प्राकृतिक जल की रासायनिक संरचना, संतुलन और प्रतिक्रिया गतिकी से संबंधित है।

Scope

यह क्षेत्र अम्ल-क्षार और कार्बोनेट संतुलन, ऑक्सीकरण-अपचयन की स्थिति, धातुओं के विशेषण और संकुलन, और पोषक तत्व रसायन विज्ञान को शामिल करता है जो उत्पादकता को नियंत्रित करता है। यह जल को एक प्रतिक्रियाशील माध्यम के रूप में मानता है जहाँ घुली हुई गैसें, खनिज, कार्बनिक पदार्थ और जीव परस्पर क्रिया करते हैं, और जल-गुणवत्ता और जलीय-पारिस्थितिकी तंत्र विज्ञान में उपयोग किए जाने वाले संतुलन और गतिज ढाँचे प्रदान करता है।

Sub-topics

• जलीय प्रजातीकरण और संकुलन
• कार्बोनेट प्रणाली और क्षारीयता
• सुपोषण रसायन विज्ञान
• प्राकृतिक जल रेडॉक्स रसायन

Core questions

• प्राकृतिक जल के pH और बफरिंग क्षमता को क्या नियंत्रित करता है?
• रेडॉक्स स्थितियाँ जलीय रसायन विज्ञान को कैसे संरचित करती हैं?
• जल में धातुएँ और पोषक तत्व किन रासायनिक रूपों में पाए जाते हैं?
• वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के बढ़ने पर महासागर रसायन विज्ञान कैसे प्रतिक्रिया करता है?

Key theories

प्राकृतिक जल का रासायनिक संतुलन मॉडल

प्राकृतिक जल की संरचना को युग्मित अम्ल-क्षार, घुलनशीलता, रेडॉक्स और संकुलन संतुलन के माध्यम से समझा जा सकता है, जहाँ प्रतिक्रियाएँ धीमी होती हैं, वहाँ गतिकी द्वारा पूरक, जो विशेषण की भविष्यवाणी के लिए एक मात्रात्मक ढाँचा प्रदान करता है।

कार्बोनेट बफरिंग और महासागर अम्लीकरण

कार्बोनेट प्रणाली प्राकृतिक जल और समुद्री जल को बफर करती है; मानवजनित कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण महासागर के pH और कार्बोनेट संतृप्ति को कम करता है, जिसके कैल्सीफाइंग जीवों के लिए परिणाम होते हैं।

Mechanisms

जलीय रसायन विज्ञान मास्टर चर के इर्द-गिर्द व्यवस्थित है: कार्बोनेट और अन्य अम्ल-क्षार प्रणालियों द्वारा निर्धारित pH, इलेक्ट्रॉन-दाता और -ग्राही की उपलब्धता द्वारा निर्धारित pE या रेडॉक्स क्षमता, और लिगैंड सांद्रता जो धातु के विशेषण को नियंत्रित करती हैं। ये खनिज विघटन और अवक्षेपण तथा जैविक ग्रहण और श्वसन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं।

Clinical relevance

जलीय रसायन विज्ञान पेयजल उपचार, धातु और पोषक तत्व प्रदूषण के आकलन, और पारिस्थितिक तंत्रों के अम्लीकरण और सुपोषण के प्रति प्रतिक्रिया की भविष्यवाणियों का आधार है।

History

जलीय रसायन विज्ञान को 1960 के दशक से स्टम और मॉर्गन द्वारा एक मात्रात्मक, संतुलन-आधारित अनुशासन के रूप में समेकित किया गया था, जो सिलेन के रासायनिक संतुलन के समुद्री जल पर अनुप्रयोग पर आधारित था।

Key figures

• Werner Stumm
• James J. Morgan
• Lars Gunnar Sillen

Seminal works

• stumm1996
• hoeghguldberg2007

Frequently asked questions

जलीय रसायन विज्ञान में pH को मास्टर चर क्यों कहा जाता है?

क्योंकि यह एक साथ कई अन्य संतुलनों को नियंत्रित करता है, जिसमें खनिज घुलनशीलता, धातु विशेषण और कार्बोनेट प्रजातियों का वितरण शामिल है।