Su Kimyası
Su kimyası, nehirler ve göllerden okyanuslara ve yeraltı sularına kadar doğal suların bileşimini belirleyen kimyasal denge ve reaksiyon hızlarını inceler.
Tanım
Doğal suların kimyasal bileşimi, dengeleri ve reaksiyon kinetiği ile ilgilenen çevre kimyasının dalıdır.
Kapsam
Bu alan, asit-baz ve karbonat dengelerini, yükseltgenme-indirgenme (redoks) koşullarını, metallerin türleşmesini (spesiasyon) ve kompleksleşmesini, ayrıca üretkenliği yöneten besin maddesi kimyasını kapsar. Suyu, çözünmüş gazların, minerallerin, organik maddelerin ve biyotanın etkileşimde bulunduğu reaktif bir ortam olarak ele alır ve su kalitesi ile su ekosistemi bilimi genelinde kullanılan denge ve kinetik çerçeveyi sağlar.
Alt konular
Temel sorular
- Doğal suların pH'ını ve tamponlama kapasitesini ne kontrol eder?
- Redoks koşulları su kimyasını nasıl yapılandırır?
- Metaller ve besin maddeleri suda hangi kimyasal formlarda bulunur?
- Okyanus kimyası, artan atmosferik karbondioksite nasıl tepki verir?
Temel kuramlar
- Doğal suların kimyasal denge modeli
- Doğal su bileşimi, birleşik asit-baz, çözünürlük, redoks ve kompleksleşme dengeleri aracılığıyla anlaşılabilir; reaksiyonların yavaş olduğu durumlarda kinetik ile desteklenerek, türleşmeyi tahmin etmek için nicel bir çerçeve sunar.
- Karbonat tamponlaması ve okyanus asitlenmesi
- Karbonat sistemi doğal suları ve deniz suyunu tamponlar; antropojenik karbondioksit alımı okyanus pH'ını ve karbonat doygunluğunu düşürerek kalsifikasyon yapan organizmalar için sonuçlar doğurur.
Mekanizmalar
Su kimyası, ana değişkenler etrafında düzenlenmektedir: karbonat ve diğer asit-baz sistemleri tarafından belirlenen pH, elektron verici ve alıcı bulunabilirliği tarafından belirlenen pE veya redoks potansiyeli ve metal türleşmesini kontrol eden ligand konsantrasyonları. Bunlar, mineral çözünmesi ve çökelmesi ile biyolojik alım ve solunum ile etkileşime girmektedir.
Klinik önem
Su kimyası, içme suyu arıtımının, metal ve besin maddesi kirliliğinin değerlendirilmesinin ve ekosistemlerin asitlenme ve ötrofikasyona nasıl tepki vereceğine dair tahminlerin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Su kimyası, Sillen'in kimyasal dengeleri deniz suyuna uygulamasının üzerine inşa edilerek, 1960'lardan itibaren Stumm ve Morgan tarafından nicel, denge tabanlı bir disiplin olarak sağlamlaştırılmıştır.
Öne çıkan isimler
- Werner Stumm
- James J. Morgan
- Lars Gunnar Sillen
İlgili konular
Temel eserler
- stumm1996
- hoeghguldberg2007
Sıkça sorulan sorular
- pH neden su kimyasında ana değişken olarak adlandırılır?
- Çünkü mineral çözünürlüğü, metal türleşmesi ve karbonat türlerinin dağılımı dahil olmak üzere diğer birçok dengeyi aynı anda kontrol etmektedir.