Kimia Akuatik

Kimia akuatik mempelajari kesetimbangan kimia dan laju reaksi yang menentukan komposisi air alami, mulai dari sungai dan danau hingga samudra dan air tanah.

Definition

Cabang kimia lingkungan yang berkaitan dengan komposisi kimia, kesetimbangan, dan kinetika reaksi air alami.

Scope

Bidang ini mencakup kesetimbangan asam-basa dan karbonat, kondisi oksidasi-reduksi, spesiasi dan kompleksasi logam, serta kimia nutrisi yang mengatur produktivitas. Bidang ini memperlakukan air sebagai medium reaktif tempat gas terlarut, mineral, bahan organik, dan biota berinteraksi, serta menyediakan kerangka kerja kesetimbangan dan kinetik yang digunakan di seluruh ilmu kualitas air dan ekosistem akuatik.

Sub-topics

• Aquatic Speciation and Complexation
• Carbonate System and Alkalinity
• Eutrophication Chemistry
• Natural Water Redox Chemistry

Core questions

• Apa yang mengontrol pH dan kapasitas penyangga air alami?
• Bagaimana kondisi redoks menyusun kimia akuatik?
• Dalam bentuk kimia apa logam dan nutrisi ditemukan di air?
• Bagaimana kimia laut merespons peningkatan karbon dioksida atmosfer?

Key theories

Model kesetimbangan kimia air alami

Komposisi air alami dapat dipahami melalui kesetimbangan asam-basa, kelarutan, redoks, dan kompleksasi yang saling terkait, dilengkapi dengan kinetika di mana reaksi berjalan lambat, menyediakan kerangka kerja kuantitatif untuk memprediksi spesiasi.

Penyangga karbonat dan pengasaman laut

Sistem karbonat menyangga air alami dan air laut; penyerapan karbon dioksida antropogenik menurunkan pH laut dan saturasi karbonat, dengan konsekuensi bagi organisme pengkalsifikasi.

Mechanisms

Kimia akuatik diorganisasikan berdasarkan variabel utama: pH yang ditentukan oleh sistem karbonat dan sistem asam-basa lainnya, pE atau potensial redoks yang ditentukan oleh ketersediaan donor dan akseptor elektron, serta konsentrasi ligan yang mengontrol spesiasi logam. Variabel-variabel ini berinteraksi dengan pelarutan dan pengendapan mineral serta dengan penyerapan dan respirasi biologis.

Clinical relevance

Kimia akuatik mendasari pengolahan air minum, penilaian polusi logam dan nutrisi, serta prediksi bagaimana ekosistem merespons pengasaman dan eutrofikasi.

History

Kimia akuatik dikonsolidasikan sebagai disiplin kuantitatif berbasis kesetimbangan oleh Stumm dan Morgan sejak tahun 1960-an, dibangun di atas aplikasi kesetimbangan kimia oleh Sillen pada air laut.

Key figures

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

Seminal works

• stumm1996
• hoeghguldberg2007

Frequently asked questions

Mengapa pH disebut variabel utama dalam kimia akuatik?

Karena pH mengontrol begitu banyak kesetimbangan lain sekaligus, termasuk kelarutan mineral, spesiasi logam, dan distribusi spesies karbonat.