Dióxido de carbono disuelto: ¿Gases en líquido?

Los gráficos de series temporales de pCO2 y pH del océano para las Bermudas, las Islas Canarias y Hawái desde 1983 hasta 2015A medida que aumenta la cantidad de dióxido de carbono disuelto en el agua de mar, la disminución del pH indica un aumento de la acidez. Al igual que los sólidos como el azúcar pueden disolverse en el agua, los gases como el dióxido de carbono también lo hacen. Esta idea se demuestra fácilmente en una botella de refresco. El fabricante disuelve dióxido de carbono en la bebida. El dióxido de carbono disuelto es invisible a simple vista, pero una vez abierta la botella, el dióxido de carbono se escapa en forma de burbujas que hacen cosquillas en la nariz. El dióxido de carbono adicional en el agua con gas imparte más acidez al líquido que la que se encontraría en el agua sin gas. Del mismo modo, aproximadamente un tercio del gas de dióxido de carbono de la atmósfera terrestre se disuelve en los océanos.

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El dióxido de carbono imparte acidez: Transformaciones del dióxido de carbono en el agua

Una vez que el dióxido de carbono se disuelve en el agua, las moléculas de dióxido de carbono reaccionan con las moléculas de agua para formar ácido carbónicoAyudaácido carbónicoUn ácido débil con la fórmula H2CO3. El ácido carbónico puede transformarse además en iones bicarbonatoAyudabicarbonatoHCO3- y carbonatoAyudacarbonatoCO32-. Estas cuatro formas diferentes de carbono (dióxido de carbono disuelto, ácido carbónico, bicarbonato y carbonato) existen en proporciones equilibradas en el agua de mar. A medida que se añade más dióxido de carbono al agua de mar, el equilibrio cambia y el carbonato se pierde al transformarse en bicarbonato debido al aumento de la acidez.

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Cómo se mide la acidez: pH

Diagrama conceptual sencillo que muestra cómo las moléculas de dióxido de carbono del aire reaccionan con las moléculas de agua para formar ácido carbónicoLas moléculas de dióxido de carbono del aire reaccionan con las moléculas de agua para formar ácido carbónico.La acidez de un líquido se expresa en forma de pHAyudarepresentación de la concentración de iones de hidrógeno (concentración molar de iones de hidrógeno en el logaritmo de base 10 negativa). Cuanto menor sea el valor del pH, mayor será la acidez de un líquido. Las soluciones con un pH bajo son ácidas y las soluciones con un pH alto son básicas (también conocidas como alcalinas).

Antes de la Revolución Industrial, el pH medio del océano era de aproximadamente 8,2. Hoy en día, el pH medio del océano es de aproximadamente 8,1. Esto podría no parecer una gran diferencia, pero la relación entre el pH y la acidez no es directa. Cada disminución de una unidad de pH es un aumento de diez veces la acidez. Esto significa que la acidez del océano en la actualidad, de media, es aproximadamente un 25% mayor que en la época preindustrial.

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Acidez y disponibilidad del calcio formador de conchas

Simple diagrama conceptual que muestra cómo el ácido carbónico reacciona con el carbonato para formar bicarbonato, haciendo que el carbonato no esté disponible para los organismos que lo utilizan para construir conchasEl ácido carbónico que se forma en el agua disminuye la avialibilidad del carbonato que la vida marina necesita para construir conchas y esqueletos. Gráfico desarrollado por nuestro socio la Fundación Nacional de Educación Ambiental (NEEF).

Carbonato

La vida marina utiliza el carbonato del agua para construir conchas y esqueletos. A medida que el agua del mar se acidifica, el carbonato está menos disponible para que los animales construyan conchas y esqueletos. En condiciones de acidificación severa, las conchas y los esqueletos pueden disolverse.

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Acidificación costera

Más cerca de casa: Acidificación costera

Las actividades humanas también contribuyen a la acidificación de las aguas costeras. Además de gas de dióxido de carbono, se liberan compuestos formadores de ácido Escala ilustrada de pH, las concentraciones de iones de hidrógeno que representa cada valor de pH, ejemplos de soluciones a cada pH y un esquema de las concentraciones relativas de iones de hidrógeno o hidróxido en condiciones ácidas, neutras y básicasLa acidez de un líquido es el resultado de su concentración de iones de hidrógeno, que suele medirse e informarse como pH. Cortesía de WHOI.a la atmósfera cuando se queman combustibles fósiles, y el exceso de nutrientes contribuye a la acidificación de las aguas costeras cuando las floraciones de algasAyudafloraciones de algas El crecimiento rápido y a menudo excesivo de una o más especies de algas, típicamente en un lago o en aguas costeras pico y mueren.

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Lluvia ácida

La quema de combustibles fósiles para obtener energía libera agua y dióxido de carbono como principales subproductos, pero también se liberan óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre en menor cantidad. Estos dos compuestos formadores de ácido vuelven a caer a la superficie de la Tierra. Pueden caer en las aguas costeras directamente, o más a menudo se mezclan con el agua en la atmósfera antes de caer como precipitación ácida, como la lluvia ácida. La lluvia ácida suele tener un pH de entre 4,2 y 4,4.

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El exceso de nutrientes suministrados a través de los arroyos

Los elementos nitrógeno y fósforo son nutrientes esenciales para los seres vivos. Por esta razón, los agricultores, propietarios de viviendas y jardineros suministran nitrógeno y fósforo a los cultivos, céspedes y jardines para estimular el crecimiento de las plantas. Sin embargo, el agua puede arrastrar el exceso de nutrientes a los arroyos y a las aguas costeras. Las actividades agrícolas son una fuente importante de nutrientes para las aguas costeras, pero otras fuentes incluyen Foto aérea del crecimiento excesivo de algasEl crecimiento excesivo de algas aumenta la acidez cuando mueren y se descomponen, liberando dióxido de carbono en las aguas costeras. aguas residuales, efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales y contaminación atmosférica por óxido de nitrógeno. En las aguas costeras, el exceso de nutrientes estimula el crecimiento de las algas. Las algas se multiplican rápidamente en condiciones ideales de crecimiento y la proliferación de algas puede perjudicar la calidad del agua provocando hipoxia, malos olores e incluso toxinas. Un hecho menos conocido es que la proliferación de algas puede contribuir a la acidificación. Cuando las algas mueren, su tejido en descomposición libera dióxido de carbono directamente en el agua, lo que provoca la acidificación.

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