Μάθημα : Περιβαλλοντική Γεωχημεία

Ο διαλυμένος άνθρακας (C) σε φυσικά ύδατα της υδρόσφαιρας εμφανίζεται με 3 πιθανές χημικές ενώσεις: H2CO3, HCO3- και CO32-. Το είδος της ένωσης που επικρατεί έχει σημασία για τη συμπεριφορά του στοιχείου στον κύκλο του άνθρακα και μπορεί να επηρεάζει παγκόσμια φαινόμενα όπως αυτό του θερμοκηπίου. Το pH των φυσικών νερών αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για το είδος της ένωσης του C που θα επικρατεί σε αυτά. Για παράδειγμα η διάμεση τιμή pH σε λίμνες των Adirondack Mountains στις ΒΑ ΗΠΑ ελαττώθηκε από 6.7 το 1930 σε 5.1 το 1975, επηρεάζοντας το κυρίαρχο είδος της ένωσης του διαλυμένου C. Κατασκευάστε ένα διάγραμμα στο οποίο να φαίνεται η μεταβολή % κάθε είδους ένωσης του C (άξονας y) σε συνάρτηση με το pH (άξονας x), χρησιμοποιώντας τις σχέσεις των 2 σταθερών διάστασης (Κα1 και Κα2) του ανθρακικού οξέως. Δίνεται Κα1= 4.2 x10-7, Κα2=5.0 x10-11. Απαντήστε στις εξής ερωτήσεις: 1. Τι πληροφορία δίνει η τιμή της σταθεράς Κα1 ως προς την ισχύ του ανθρακικού οξέως;

Τι θα σχολιάζατε για την ευκολία απώλειας του δεύτερου πρωτονίου από το μόριο του ανθρακικού οξέως;

Ποια ποσοστά των ενώσεων του C αντιστοιχούν στο pH των λιμνών των Adirondack Mountains για τα έτη 1930 και 1975;

Σχολιάστε τη μεταβολή των αναλογιών στα είδη των ενώσεων του C στη διάρκεια της παραπάνω περιόδου. Ποια η % μεταβολή των όξινων ανθρακικών ενώσεων στις λίμνες;

Από το διάγραμμα που κατασκευάσατε μπορείτε να προβλέψετε πια ένωση του C θα επικρατεί στο θαλασσινό νερό;

Να αναφέρεται ποιες προϋποθέσεις πρέπει να ισχύουν ώστε να θεωρηθούν έγκυροι οι υπολογισμοί και το διάγραμμα που φτιάξατε.