Propiedades del Agua de Mar

Agua de mar , agua que forma los océanos y mares, cubriendo más del 70 por ciento de la superficie de la Tierra . El agua de mar es una mezcla compleja de 96,5 por ciento de agua , 2,5 por ciento de sales y cantidades más pequeñas de otras sustancias, incluidos materiales inorgánicos y orgánicos disueltos, partículas y algunos gases atmosféricos .

El agua de mar constituye una rica fuente de varios elementos químicos comercialmente importantes. Gran parte del magnesio del mundo se recupera del agua de mar, al igual que grandes cantidades de bromo . 

En ciertas partes del mundo, el cloruro de sodio (sal de mesa) todavía se obtiene al evaporar el agua de mar. Además, el agua del mar, cuando se desaliniza, puede proporcionar un suministro ilimitado de agua potable. Se han construido muchas plantas desalinizadoras grandes en áreas secas a lo largo de las costas del Medio Oriente y en otros lugares para aliviar la escasez de agua dulce.

contenido

Propiedades químicas y físicas del agua de mar.

Los seis iones más abundantes del agua de mar son cloruro (Cl- ) ,sodio (Na + ),sulfato (SO  ),magnesio (Mg 2+ ),calcio (Ca 2+ ), y potasio (K + ). Por peso, estos iones constituyen aproximadamente el 99 por ciento de todas las sales marinas. 

La cantidad de estas sales en un volumen de agua de mar varía debido a la adición o eliminación de agua localmente (p. ej., a través de la precipitación y la evaporación ). El contenido de sal en el agua de mar se indica mediante salinidad ( S ), que se define como la cantidad de sal en gramos disuelta en un kilogramo de agua de mar y expresada en partes por mil. 

Se ha observado que la salinidad en el océano abierto oscila entre 34 y 37 partes por mil (0/00 o ppt), que también se puede expresar como 34 a 37 unidades prácticas de salinidad (psu).

El carbono inorgánico , el bromuro , el boro , el estroncio y el fluoruro constituyen las otras principales sustancias disueltas del agua de mar. De los muchos constituyentes químicos menores disueltos , el fósforo inorgánico y el nitrógeno inorgánico se encuentran entre los más notables, ya que son importantes para el crecimiento de los organismos que habitan los océanos y los mares. 

El agua de mar también contiene varios gases atmosféricos disueltos, principalmente nitrógeno, oxígeno , argón y dióxido de carbono . Algunos otros componentes del agua de mar son sustancias orgánicas disueltas, como los carbohidratos .y aminoácidos , y partículas ricas en materia orgánica. 

Estos materiales se originan principalmente en los 100 metros superiores (330 pies) del océano, donde el carbono inorgánico disuelto se transforma en materia orgánica mediante la fotosíntesis .

Muchas de las características del agua de mar corresponden a las del agua en general, debido a sus propiedades químicas y físicas comunes. Por ejemplo, la estructura molecular del agua de mar, al igual que la del agua dulce, favorece la formación de enlaces entre moléculas. 

Algunas de las cualidades distintivas del agua de mar son atribuibles a su contenido de sal.  la viscosidad (es decir, la resistencia interna al flujo) del agua de mar, por ejemplo, es mayor que la del agua dulce debido a su mayor salinidad. 

La densidad del agua de mar también es mayor por la misma razón. El punto de congelación del agua de mar es más bajo que el del agua pura y su punto de ebullición es más alto.

Composición química del Agua de Mar

Estudio elabora por el Dr  Yoshiyuki Nuzaki. a las aguas del pacifico norte determina las cantidades exactas de los elementos de la tabla periódica presentes en el Agua de mar, los cuales aportan las cualidades, virtudes y propiedades únicas.

La composición química del agua de mar está influenciada por una amplia variedad de mecanismos de transporte químico. Los ríos se suman disueltos y partículas químicas a los márgenes oceánicos. 

Las partículas transportadas por el viento se transportan a las regiones del medio del océano a miles de kilómetros de sus áreas de origen continentales. Las soluciones hidrotermales que han circulado a través de los materiales de la corteza debajo del lecho marino agregan materiales disueltos y en partículas a las profundidades del océano. 

Los organismos en la parte superior del océano convierten los materiales disueltos en sólidos, que finalmente se asientan en mayores profundidades oceánicas. Las partículas en tránsito hacia el lecho marino, así como los materiales sobre y dentro del lecho marino, experimentan un intercambio químico con las soluciones circundantes. 

A través de estos mecanismos de entrada y eliminación de sustancias químicas locales y regionales, cada elemento en los océanos tiende a exhibir variaciones de concentración espacial y temporal. Mezcla física en los océanos ( termohalina y la circulación impulsada por el viento) tiende a homogeneizar la composición química del agua de mar. 

Las influencias opuestas de la mezcla física y de Los mecanismos biogeoquímicos de entrada y eliminación dan como resultado una variedad sustancial de distribuciones químicas en los océanos.

Sustancias inorgánicas disueltas en el Agua de Mar

Los componentes principales del agua de mar se enumeran en la tabla.

Principales constituyentes del agua de mar*
constituyente iónicog/kg de agua de marmoles/kg**concentración relativa
*Concentraciones a salinidad igual a 34,7.
**Las concentraciones iónicas se expresan convencionalmente en unidades moleculares. Un mol por kilogramo equivale a 6,023(10 23 ) iones o moléculas por kilogramo de agua de mar. Las concentraciones relativas en la columna 4 proporcionan el número de iones de cada constituyente en un kilogramo de agua de mar en comparación con el número de iones de cloruro en un kilogramo de agua de mar.
cloruro19.1620.54051.0000
sodio10.6790.46450.8593
magnesio1.2780.05260.0974
sulfato2.6800.02790.0517
calcio0.40960.010220.0189
potasio0.39530.010110.0187
carbono (inorgánico)0.02760.00230.0043
bromuro0.06630.000830.00154
boro0.00440.000410.00075
estroncio0.00790.000090.000165
fluoruro0.00130.000070.000125

En contraste con el comportamiento de la mayoría de las sustancias oceánicas, las concentraciones de los principales constituyentes inorgánicos de los océanos son notablemente constantes.

Los cálculos indican que, para los principales constituyentes del agua de mar, el tiempo requerido para una mezcla oceánica completa es bastante corto en comparación con el tiempo que se requeriría para los procesos de entrada o eliminación para cambiar significativamente la concentración de un constituyente.

Las concentraciones de los principales constituyentes de los océanos varían principalmente en respuesta a un intercambio de agua comparativamente rápido (precipitación y evaporación), y las concentraciones relativas permanecen casi constantes.

Salinidad del agua de Mar

Los oceanógrafos utilizan la salinidad como una medida del contenido total de sal del agua de mar. La salinidad práctica, símbolo S , se determina a través de mediciones de la conductividad eléctrica y la temperatura del agua de mar, que son interpretadas por un algoritmo desarrollado por la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO). 

La salinidad práctica, junto con la temperatura, se puede utilizar para calcular con precisión la densidad de las muestras de agua de mar. Debido a las proporciones relativas constantes de los constituyentes principales, la salinidad también se puede utilizar para calcular directamente las concentraciones de los iones principales en el agua de mar. 

La medida de la salinidad práctica se desarrolló originalmente para proporcionar una medida aproximada de la masa total de sal en un kilogramo.de agua de mar El agua de mar con S igual a 35 contiene aproximadamente 35 gramos de sal y 965 gramos de agua, o 35 ppt (35 psu).

Otros constituyentes de gran importancia en el Agua de mar

Muchos otros constituyentes son de gran importancia para la biogeoquímica de los océanos. Productos químicos inorgánicos  tales como el fósforo (HPO 2– y PO 3– ) el nitrógeno (NO  , NO  y NH + ) son esenciales para el crecimiento de los organismos marinos. 

El nitrógeno y el fósforo se incorporan a los tejidos de los organismos marinos en una proporción aproximada de 16:1 y finalmente vuelven a la solución en aproximadamente la misma proporción. 

Como consecuencia , en gran parte de las aguas oceánicas, el fósforo y el nitrógeno inorgánicos disueltos exhiben una estrecha covarianza. Distribuciones de fósforo inorgánico disuelto en el Océano Pacífico llevan fuertemente la huella de la incorporación de fósforo por organismos en las aguas superficiales del océano y del retorno del fósforo a la solución a través de una lluvia de desechos biológicos remineralizados en las profundidades del océano.

Las concentraciones de fosfato inorgánico en el Pacífico occidental van desde algo menos de 0,1 micromoles/kg (1 × 10 −7 mol/kg) en la superficie hasta aproximadamente 3 micromoles/kg (3 × 10 −6 mol/kg) en profundidad. El nitrógeno inorgánico oscila entre algo menos de 1 micromol/kg y 45 micromoles/kg a lo largo de la misma sección del océano y presenta una sorprendente covarianza con el fosfato.

Una variedad de elementos esenciales para el crecimiento de los organismos marinos, así como algunos elementos que no tienen una función biológica conocida, exhiben un comportamiento similar al de los nutrientes, muy similar al nitrato y al fosfato.

El silicato se incorpora a las partes estructurales duras de ciertos tipos de organismos marinos ( diatomeas y radiolarios ) que abundan en la parte superior del océano. Las concentraciones de silicato disuelto oscilan entre menos de 1 micromol/kg (1 × 10-6 mol/kg) en aguas superficiales y aproximadamente 180 micromoles/kg (1,8 × 10-4 mol/kg) en las profundidades del Pacífico Norte.

La concentración de El zinc , un metal esencial para una variedad de funciones biológicas, oscila entre aproximadamente 0,05 nanomoles/kg (5 × 10 −11 mol/kg) en la superficie del océano hasta 6 nanomoles/kg (6 × 10 −9 mol/kg ) en el Pacífico profundo. 

Se observa que la distribución de zinc en los océanos es generalmente paralela a la distribución de silicatos. El cadmio , aunque no tiene una función biológica conocida, generalmente exhibe distribuciones que son covariantes con el fosfato y concentraciones que son incluso más bajas que las del zinc.

Muchos elementos, incluidos los metales traza esenciales hierro , cobalto y cobre , muestran mermas en la superficie pero, en general, muestran un comportamiento más complejo que el del fosfato, el nitrato y el silicato. 

Algunas de las complejidades observadas en las distribuciones oceánicas elementales son atribuibles a la adsorción de elementos en la superficie de partículas que se hunden. 

Los procesos de adsorción, ya sea exclusivos o además de la absorción biológica, sirven para eliminar elementos de la parte superior del océano y llevarlos a mayores profundidades. Los patrones de distribución de una serie de oligoelementos se complican por su participación en reacciones de oxidación-reducción (intercambio de electrones). 

En general, las reacciones de intercambio de electrones provocan cambios profundos en la solubilidad y reactividad de los metales traza en el agua de mar. Tales reacciones son importantes para el comportamiento oceánico de una variedad de elementos, incluidos el hierro, el manganeso , el cobre, el cobalto, el cromo y el cerio .

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