Co2 in Sea Water_ppt

DISSOLVED CO2 IN SEA WATER*

1

Oleh :

EKO EFENDI

Gas CO2

Properties

Formula molekul CO2

Massa molar 44.0095(14) g/mol

Appearance colorless gas

Densitas 1,600 g/L, solid; 1.98 g/L, gas

Titik uap −57 °C (216 K) (under pressure)

Titik didih −78 °C (195 K), (sublimes)

Kelarutan dalam air 1.45 g/L

Aciditas(pKa) 6.35 and 10.33

kekentalan 0.07 cP at −78 °C

Dipole moment zero

StructureBentuk molekul Linier

Related compounds

Sumber :http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide

Gambar 1. Wujud CO2 dalam berbagai Temperatur dan Tekanan (http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)

Gas CO2

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Carbon_dioxide_pressure-temperature_phase_diagram.jpg

Sumber Gas CO2

Gambar 2. Siklus karbon(http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)

Sumber Gas CO2

Atmosfer

FotosintesisPresipitasiAktifitas OrganismePelapukan batuan silikat

Pengambilan karbon dari atmosfer:

Sumber Gas CO2

ResfirasiPenguraian oleh jamurPembakaran material OrganikPabrik semenPelepasan dari laut pada suhu tinggiErupsi vulkani dan ledakan gunung api

Pengembalian karbon ke atmosfer:

Atmosfer

Atmosfer

Sumber Gas CO2

AutotrophPerpindahan antar BiosferLepas melalui resfirasiPembakaran biomassaOrganisme mati dalam geosferErupsi vulkani dan ledakan gunung api

Peranan Biosfer dalam siklus karbon

Biosfer

Sumber Gas CO2

Dilaut

Udara

Pembakaran bahan

bakar fosil

Kegiatan gunung

berapi

C Organik

Ion-ion ke Sedimen

sebagai

Pembusukan

RespirasiHewan

Sistem karbonat

RespirasiTumbuhan

Pembusukan

Air

Bakteri

Gambar 3. Siklus karbon dilaut (http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)

Sumber Gas CO2

Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbonKarbon dilepaskan pada daerah UpwellingKarbon diterima pada daerah DownwellingPada saat memsauki lautan membentuk Asam KabonatCO2 + H2O ⇌ H2CO3

Reaksi yang lain yang penting adalah:H2CO3 ⇌ H+ + HCO3

−

Pelepasan ion hidrogen dan bikarbonat penting dalam memngomtrol perubahan pH

Dilaut

Solubility (Daya Larut)CO2

Faktor yang mempengaruhi daya Larut CO2 di dalam air:

1. Tekanan pasial CO2

2. Temperatur

Gambar 2. Grafik Hubungan kelarutan CO2 dengan Temperatur (http://jcbmac.chem.brown.edu).

Solubility (Daya Larut)CO2

Faktor yang mempengaruhi daya Larut CO2 di dalam air:

3. Presipitasi

calcite

HCOCaOHCOCaCO s 3

2

22)(3 2

Proses presipitasi ini lebih kepada pelepasan karbon dari badan air ke sedimen

Sistem Karbonat

CO2 di laut merupakan kontribusi kesetimbangan kompleks dalam bentuk:

32)(22 COHCOOH aq

water carbon carbonic

dioxide acid

332 HCOHCOH

carbonic hydrogen bicarbonat

acid ion ion

2

1

Sistem Karbonat

CO2 di laut merupakan kontribusi kesetimbangan kompleks dalam bentuk:

.

2

33 COHHCO

Bicarbonat hydrogen carbonate

ion ion ion

3

Dua pendekatan dalam kesetimbangan CO2

1. Sistem tertutup yaitu tidak ada transfer CO2 dari atmosfer

[CO2] = [CO2 (aq)] + [H2CO3]

CO2(g) CO2

CO2 + H2O HCO3- + H+ CO3

2- + H+

Ko

K1 K2

Ko = Koef. Daya larut CO2 di air laut

K1* =[HCO3

-] [H+]

[CO2]K2* =

[CO32-] [H+]

HCO3-

Sistem Karbonat


Total inorganik karbon terlarut (DIC) atau TCO2 atau CT :

DIC Ξ ΣCO2 = [CO2] + [HCO3-] + [CO3

2-]

Selanjutnya :

[CO2] =

1 +K*1 K*1K*2

[H+] [H+]2+( )DIC

[HCO3-] =

(1 +K*1

K*2[H+]

[H+]+ )

DIC

[CO32-] =

( )1 +K*2 K*1K*2

[H+] [H+]2

+

DIC

Sistem Karbonat


Sistem Karbonat

2. Sistem Terbuka yaitu terjadi transfer CO2 dari atmosfer

2][][

*

322 COH PKCOHCO

2

0

1COHT PKC

22 ][][ 1

0

13 COHCOHT PK

H

KPKCHCO

22 2

21

0

22

3][

][ COHCOHT PKH

KKPKCCO

Untuk menentukan konsentrasi CO2 dirumuskan dengan :

dan CT dihitung dengan persamaan :

Fraksi ionisasinya adalah :

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2 Dalam Air Laut

pH (Derajat Keasaman)

Konversi pH oleh beberapa ahli telah dilakukan seperti Sorensen (1909)

dengan merumuskan sebagai berikut :

)(log HpH

Untuk kondisi infinite, didefenisikan sebagai aktifitas ion hidrogen atau

dirumuskan :

)(log HHpa

HfxH )(log

HfH log)(log

Hf

11log 2 I

AzfH

Gunterberg merumuskan (aktifitas ion hidrogen) dengan :

dengan I = ½ Σ Ci zi2

Dimana: Ci = konsentrasi ion ke-i

zi = muatan ion ke - i

Air laut nilai I ~ 0,7 pada S = 35 /oo

Atau I =19,924 S

1000 – 1,005 S

Nilai 30 < S < 40, I cukup linier yaitu

I = 0,02 S



A = 1,82 x 106 (εT)-3/2 ; ε = 79

2

25 )25()25( tBtApHpH t

2

2525

3 )8(9806.63)8(505.32296.910 pHpHA

2

2525

3 )8(637.41)8(000.23916.310 pHpHB

APpHpH t

P

t

0

23 )8(0816.000282.0)35(0048.0424.010 tpHtSA

Untuk pengaruh suhu :

Untuk pengaruh tekanan diduga dengan :




Gambar 3. Log konsentrasi ion CO2, HCO3- dan CO3

2- terlarust pada pH, salinitas,

Temperatur dan Tekanan berbeda.( Zeebe, Richard E. and Wolf-Gladrow, Dieter.

2003)


Alkalinitas

Alkalinitas dan DIC serta T dan S, penentu spesies dari

sistem karbonat dan pH

Alkalinitas Karbonat:

Pendekatan pada simple air laut tanpa memperhitungkan

keberadaan boron, fosfat, silikat dan amonia

Secara teknis disimulasikan dengan penambahan asam

kuat (mis: HCl) ke air laut

HCl H+ + Cl-

CO32- HCO3

- H2CO3


Alkalinitas


Alkalinitas

Penambahan proton sampai jumlah tertentu, semua

spesies menjadi CO2 (muatan anion asam karbonat

dinetralkan oleh H+)

Jika nilai [HCO3-] + 2 [CO3

2-] diplotkan vs asam yang

ditambahkan, maka terdapat hubungan linier pada

kisaran tertentu dengan slop -1, nilai ini dikenal

dengan alkalinitas kabonat (CA) atau

CA = [HCO3-] + 2 [CO3

2-]

Jadi CA adalah jumlah mol HCl yang diperlukan untuk

menetralisir anion-anion asam lemah (secara grafik

menunjukkan titik dimana CA mendekati nilai 0


CO2 total

R=(∆Pco2/Pco)/(∆∑CO2/∑CO2)


CO2 total

Revelle Facto (R)


Tekanan Parsial CO2

Pengurangan akibat fotosintesis

Pengurangan akibat pembentukan CaCO3

Pengurangan akibat pemanasan bumi

Penambahan akibat oksidasi oleh material tumbuhan

Penambahan akibat penguraian CaCO3

Penambahan akibat peningkatan CO2 di atmosfer

akibat pembakaran fosil

Documents

Co2 in Sea Water_ppt