Composición Química del Agua de Mar

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Miguel Ángel Carrizo Blázquez
hace 8 años
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1 Composición Química del Agua de Mar En conjunto, los océanos contienen billones de toneladas métricas de cloro y billones de tm de sodio, los elementos más abundantes y que constituyen mayoritariamente la sal marina Esta sal marina muestra una concentración media de unos 35,5 g/l aunque se encuentra repartida de forma no uniforme en las distintas partes de los océanos y mares Así mientras en partes del mar Mediterráneo la salinidad supera los 39 g/l, en partes del mar Báltico apenas alcanza los 5 g/l Estas sales fueron producidas por las emanaciones gaseosas (ácidas) sobre las rocas primigenias de origen magmático. En la actualidad, una parte de las sales oceánicas son recicladas, en forma de aerosol marino, transportadas vía la atmósfera, se depositan sobre la tierra regresando al océano por la via fluvial

mientras en partes del mar Mediterráneo la salinidad supera los 39 g/l, en partes del mar Báltico apenas alcanza los 5 g/l Estas sales fueron producidas por las emanaciones gaseosas (ácidas) sobre

2 El agua como disolvente El agua es uno de los mejores disolventes de iones y moléculas de todos los conocidos. La mayor parte de los elementos químicos se encuentran en el agua de mar en forma disuelta o como constituyentes de partículas El rango de concentraciones de los diversos elementos va desde los mg/dm 3 para el cloro hasta los 0.6 mg/km 3 para el Radón, es decir, una relación de Entre medio se encuentran la gran mayoría de elementos conocidos que muestran concentraciones claramente por debajo de lo que permitiría una explotación rentable Aun así, la explotación de la sal en lagunas costeras y otros esteros es el método tradicional todavía en uso

diversos elementos va desde los 20000 mg/dm 3 para el cloro hasta los 0.

3 Gestación del Agua de Mar Las aguas naturales adquieren sus características químicas por disolución y por reacción química con sólidos, líquidos y gases con los que han tenido contacto durante las varias partes del ciclo hidrológico. La materia mineral disuelta se origina en los materiales de la corteza terrestre. Las rocas minerales se desintegran y disuelven en el agua en el proceso de meteorización (weathering). Los gases y substancias volátiles participan en este proceso. Como primera aproximación, la formación del agua de mar puede ser considerada como una gigantesca titulación ácidobase (ácido de las emanaciones volcánicas frente a las bases de las rocas primigenias).

Las rocas minerales se desintegran y disuelven en el agua en el proceso de meteorización (weathering). Los gases y substancias volátiles participan en este proceso.

4 A short History of sea water Todo el agua y aire existentes hoy sobre la superficie de la Tierra estuvieron situados en el interior de la Tierra y fueron liberados progresivamente siguiendo un proceso de desgasado que ha estado funcionando desde que la Tierra se formó hace unos 4.6 eones. 1 Eon = 10 9 años

fueron liberados progresivamente siguiendo un proceso de desgasado que ha

5 Sección esquemática mostrando el papel del océano en el ciclo global de los elementos

7 Fases en la evaporación del agua de mar

8 Formación de aerosol marino con la ruptura de burbujas

9 Reciclado de substancias entre el mar y la tierra

10 Variación en la influencia del aerosol marino en la precipitación

11 Composición del agua de lluvia, río y mar Composición química media de los ocho constituyentes disueltos, más importantes: a) Agua de lluvia, b) Agua de río c) Agua de mar TDS = total dissolved salts

12 Composición química del agua de río corregida por las sales cíclicas

13 Intensa Tormenta de Polvo sobre el Atlántico NE

14 Clasificación de los Elementos 1. Elementos Mayores 0.05 to 750 mm 2. Elementos Menores 0.05 to 50 µm 3. Elementos Traza 0.05 to 50 nm

15 Componentes Mayores en el Agua de mar H + Cl - N a + SO 4 2- Mg 2+ HCO 3 - K + Br - Ca 2+ CO 3 2- Sr 2+ F -

16 Componentes Mayores (mol dm -3 ) Na Mg Ca K Cl SO 4 CO 3 NO

17 Composición del Agua de mar Cationes Ca 2+ Mg 2+ K + Na + SO 4 2- HCO 3, Br -,CO 3 Aniones Cl -

18 Medidas Históricas de la Composición del Agua de mar Bergman (1779) Marcet (1819) Forchammer (1865) Dittmar (1884) Lyman and Fleming (1940) Cox and Culkin (1966) Riley et al. (1967)

19 Hitos en la historia de la Salinidad C:\Documents and Settings\Antonio\Mis documentos\www_hydro-international_com.htm C:\Documents and Settings\Antonio\Mis documentos\vlu Driving Forces Behind Chemical Cycles - Marine Chemistry - ChemgaPedia.htm C:\Documents and Settings\Antonio\Mis documentos\virtual Centre for Ocean Satelite Salinity.htm

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20 Los procesos de eliminación principalmente controlan la composición del agua de mar. Constancia en la composición Los iones mayores disueltos en agua de mar mantienen entre sí concentraciones relativas notablemente constantes. Los componentes traza no muestran esta misma constancia especialmente los elementos biolimitantes en las capas eufóticas. La evaporación del agua de río promedio no da lugar a la composición del agua de mar. Más aún, el material disuelto presente en el océano es solo una pequeña fracción del material suministrado al océano por los ríos a lo largo de las épocas geológicas. Obviamente, los iones deben ser eliminados del océano aproximadamente tan deprisa como son suministrados por los ríos.

Los componentes traza no muestran esta misma constancia especialmente los elementos biolimitantes en las capas eufóticas.

21 El Principio de Marcet La Composición Agua para Oceánicas de mar es todas Relativa las del Constante Aguas

22 Relación de algunos Cationes al Cloruro Na/Cl K/Cl Mg/Cl Ca/Cl Atlantic Pacific Indian

23 Relación de algunos Cationes al Cloruro Surface Deep Na/Cl K/Cl Mg/Cl Ca/Cl

24 Concentraciones Relativas de algunos Cation Cationes en Aguas Oceánicas Superf. g i /Cl( ) Prof. % Na ± 0.13 Mg ± 0.08 K ± 0.48 Ca ± 0.23 Sr ± 4.7

25 Aplicaciones del Principio de Constancia en la Composición Este principio que constituye una verdadera 1ª Ley de la Oceanografía Química permite el uso de uno de los componentes mayores como indicador del conjunto. En ello se basan los conceptos de Clorinidad y de Salinidad: se usa la concentración del ion Cloruro para determinar el contenido total de sales y de ahí se deriva la densidad del agua de mar.

26 Clorinidad Definición : La masa en gramos de cloruro equivalente al total de haluros en 1 kg de Agua de mar AgNO 3 + SW AgCl + AgBr Cl( ) = {AW{ Cl /AW Ag } Ag( ) {AW Cl /AW Ag } = used {AW Cl /AW Ag } = true True Cl = x Meas Cl

27 Salinidad Definición : La masa (g) de solutos disueltos en una masa dada (kg) de agua de mar (ppt( ppt) S EVAP = Cl S = 35 cuando Cl = ST = Cl

28 Salinidad Práctica S = cuando la relación de conductancias de la muestra con una solución de KCl de masa g es 1.0 a 15 o C S no tiene Unidades y no es necesario usar S = función (R T ) donde R T es la relación de conductancia a temperatura T relativa a KCl

30 Causas de Variación en la Composición Relativa de los Componentes Mayores 1. Mezcla Estuarina 2. Cubetas Anóxicas 3. Congelación 4. Precipitación y Disolución 5. Evaporación 6. Vulcanismo Submarino 7. Mezclas con Salmueras

31 Distribución de los Elementos en el Agua del Océano 1. Perfil Conservativo (mayor) 2. Perfile Tipo Nutriente (Cd, Ge) 3. Enriquecimiento Superficial y Depleción en Profundidad (Pb) 4. Mínimo a media Profundidad (Al) 5. Máximo a media Profundidad (Mn) 6. Máximo y Mínimo a media Profundidad (Fe, Mn cubetas anóxicas)

32 Clasificación de los elementos Los elementos mayores ya vimos que tienen un comportamiento conservativo. Los elementos menores y traza pueden tener un comportamiento análogo al de los nutrientes o bien presentar un perfil que indica su arrastre hacia el fondo/sedimento. Los gases tienen tambien su propio comportamiento muy importante en el seguimiento temporal de las masas de agua.

33 Clasificación de los elementos en agua de mar segúnsuperfil concentración-profundidad. a) Elementos Conservativos b) Elementos Reciclados c) Elementos Arrastrados

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