Química Aquática
A química aquática estuda os equilíbrios químicos e as taxas de reação que determinam a composição das águas naturais, desde rios e lagos até oceanos e águas subterrâneas.
Definition
O ramo da química ambiental que se ocupa da composição química, equilíbrios e cinética de reação das águas naturais.
Scope
Esta área abrange os equilíbrios ácido-base e de carbonato, as condições de oxidação-redução, a especiação e complexação de metais, e a química de nutrientes que governa a produtividade. Ela trata a água como um meio reativo onde gases dissolvidos, minerais, matéria orgânica e biota interagem, e fornece a estrutura de equilíbrio e cinética usada na ciência da qualidade da água e dos ecossistemas aquáticos.
Sub-topics
Core questions
- O que controla o pH e a capacidade de tamponamento das águas naturais?
- Como as condições redox estruturam a química aquática?
- Em que formas químicas os metais e nutrientes ocorrem na água?
- Como a química oceânica responde ao aumento do dióxido de carbono atmosférico?
Key theories
- Modelo de equilíbrio químico de águas naturais
- A composição da água natural pode ser compreendida através de equilíbrios acoplados ácido-base, de solubilidade, redox e de complexação, complementados por cinética onde as reações são lentas, fornecendo uma estrutura quantitativa para prever a especiação.
- Tamponamento de carbonato e acidificação oceânica
- O sistema de carbonato tampona as águas naturais e a água do mar; a captação de dióxido de carbono antropogênico diminui o pH oceânico e a saturação de carbonato, com consequências para organismos calcificadores.
Mechanisms
A química aquática é organizada em torno de variáveis mestras: pH estabelecido pelos sistemas de carbonato e outros sistemas ácido-base, pE ou potencial redox estabelecido pela disponibilidade de doadores e aceitadores de elétrons, e concentrações de ligantes que controlam a especiação de metais. Estes interagem com a dissolução e precipitação de minerais e com a captação e respiração biológica.
Clinical relevance
A química aquática sustenta o tratamento de água potável, a avaliação da poluição por metais e nutrientes, e as previsões de como os ecossistemas respondem à acidificação e eutrofização.
History
A química aquática foi consolidada como uma disciplina quantitativa e baseada em equilíbrio por Stumm e Morgan a partir da década de 1960, baseando-se na aplicação de equilíbrios químicos de Sillen à água do mar.
Key figures
- Werner Stumm
- James J. Morgan
- Lars Gunnar Sillen
Related topics
Seminal works
- stumm1996
- hoeghguldberg2007
Frequently asked questions
- Por que o pH é chamado de variável mestra na química aquática?
- Porque ele controla muitos outros equilíbrios simultaneamente, incluindo a solubilidade mineral, a especiação de metais e a distribuição de espécies de carbonato.