Sistem Karbonat dan Alkalinitas

Sistem karbonat adalah penyangga asam-basa dominan pada perairan alami, yang menghubungkan karbon dioksida terlarut, bikarbonat, dan karbonat dengan pH dan alkalinitas.

Definition

Kesetimbangan spesies karbon anorganik terlarut yang saling terkait yang menyangga pH perairan alami, bersama dengan alkalinitas sebagai ukuran kapasitas penetral asam.

Scope

Topik ini mencakup kesetimbangan antara karbon dioksida, asam karbonat, bikarbonat, dan ion karbonat, definisi dan pengukuran alkalinitas, penyangga perairan alami dan air laut, serta respons sistem terhadap penambahan asam, basa, atau karbon dioksida.

Core questions

• Bagaimana spesies karbonat terdistribusi sebagai fungsi pH?
• Apa yang diukur oleh alkalinitas dan bagaimana ia dipertahankan?
• Mengapa penambahan karbon dioksida menurunkan pH air?
• Bagaimana sistem karbonat mengontrol saturasi mineral karbonat?

Key theories

Kesetimbangan karbonat dan konservasi alkalinitas

Karbon anorganik terlarut terbagi di antara CO2, bikarbonat, dan karbonat sesuai dengan kesetimbangan yang bergantung pada pH, sementara alkalinitas, kapasitas penerima proton, dipertahankan di bawah pertukaran karbon dioksida dan menyediakan penyangga perairan alami.

Mechanisms

Karbon dioksida melarut dan terhidrasi menjadi asam karbonat, yang berdisosiasi dalam dua tahap. Kelimpahan relatif bikarbonat dan karbonat bergeser seiring dengan pH, sementara alkalinitas tetap konstan saat karbon dioksida ditambahkan atau dihilangkan, itulah sebabnya penyerapan karbon dioksida menurunkan pH dan konsentrasi ion karbonat tanpa mengubah alkalinitas.

Clinical relevance

Sistem karbonat menentukan kapasitas penyangga yang digunakan dalam pengolahan air dan saturasi karbonat yang mengontrol pelarutan kalsium karbonat; gangguannya oleh karbon dioksida antropogenik mendorong pengasaman laut.

History

Perlakuan kuantitatif sistem karbonat dalam perairan alami dikembangkan melalui kimia fisik dan oseanografi abad ke-20 dan dikodifikasi dalam teks-teks kimia akuatik.

Seminal works

• stumm1996
• hoeghguldberg2007

Frequently asked questions

Mengapa alkalinitas tetap konstan ketika karbon dioksida ditambahkan?

Penambahan karbon dioksida mengubah distribusi spesies karbon dan menurunkan pH, tetapi tidak menambahkan muatan penerima proton bersih, sehingga alkalinitas total dipertahankan.