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Acidificazione degli oceani

  |   Chimica, Chimica Analitica, Chimica Generale

L’ acidificazione degli oceani è uno dei tanti fenomeni che sconvolgono l’ecosistema provocando danni all’uomo e all’ambiente.

A partire dalla Rivoluzione Industriale si è verificato un incremento esponenziale di sostanze che inquinano aria, suolo e acque dovuto principalmente ad attività industriali e agricole.

Sebbene vi siano paesi poco sensibili ai problemi ambientali che per motivi economici negano che ci siano conseguenze dovute all’inquinamento o ritirano la propria adesione agli accordi di Parigi del 2015 i danni dovuti al Pianeta Terra sono sotto gli occhi di tutti:

Variazione del pH

L’acidificazione degli oceani è dovuta alla crescente emissione di biossido di carbonio. Questo gas serra si solubilizza nell’acqua ed è presente pertanto il seguente equilibrio tra l’anidride carbonica disciolta in acqua e quella presente allo stato gassoso nell’atmosfera:

CO2(g) ⇌ CO2(aq)

La quantità di CO2 disciolta nell’acqua può essere calcolata dalla legge di Henry per la quale

KH = 3.38 · 10-2 mol/Latm e  [CO2(aq)] = KH · p CO2(g)

Poiché la quantità di CO2 attualmente presente nell’atmosfera è dello 0.0355 %

CO2(g)  = 0.0355 · 1 atm/100 = 0.000355 atm

da cui [CO2(aq)] = KH · p CO2(g) = 3.38 · 10-2 mol/Latm · 0.000355 atm = 1.20 · 10-5 mol/L

L’anidride carbonica disciolta in acqua dà luogo alla formazione di acido carbonico secondo l’equilibrio

CO2(aq) + H2O ⇌ H2CO3(aq) la cui costante vale 1.7 · 10-3  (1)

L’acido carbonico è un acido diprotico e il primo equilibrio di dissociazione è:

H2CO3(aq) ⇌ HCO3 (aq) + H+ per il quale Ka1 =2.5 · 10-4 (2)

CO2(aq) + H2O ⇌ HCO3 + H+

È dato dalla somma dell’equilibrio (1) con l’equilibrio (2) la cui costante K è data dal prodotto delle due costanti:

K = (1.7 · 10-3)(2.5 · 10-4) = 4.3 · 10-7

L’espressione relativa alla costante di questo equilibrio è:

K= 4.3 · 10-7 = [HCO3][ H+]/[CO2]

Poiché all’equilibrio [HCO3]=[ H+] = x si ha

4.3 · 10-7 = (x)(x)/[CO2] = (x)(x)/ 1.20 · 10-5 mol/L

Si ha, risolvendo rispetto a x, che:

x = [H+] =2.3 · 10-6 M

da cui pH = 5.6

Dall’inizio della rivoluzione industriale il pH delle acque oceaniche superficiali è diminuito di 0.1 unità e, poiché la scala di pH è logaritmica questo cambiamento ha portato ad un aumento di circa il 26% dell’acidità.

Impatto ambientale

Molte specie biologiche subiscono un impatto negativo dall’aumento dei livelli di acidità infatti poiché gli scheletri e i gusci di molti organismi marini sono costituiti da carbonato di calcio questi potrebbero avere capacità limitata a produrre e conservare i loro scheletri e i loro gusci.

Un ambiente più acido ha un effetto drammatico su alcune specie, tra cui ostriche, vongole, ricci di mare, coralli di acque poco profonde e plancton calcareo.

L’acidificazione degli oceani ha anche dimostrato di ridurre significativamente la capacità dei coralli che costruiscono le barriere coralline di produrre i loro scheletri, e alcune ricerche mostrano che, entro la fine del secolo, le barriere coralline potrebbero erodersi più velocemente di quanto possano essere ricostruite.

Sulla base degli scenari di emissione di CO2, si stima che entro la fine del secolo per l’acidificazione degli oceani le acque superficiali del mare potrebbero essere circa il 150% più acide. Ciò porta a un pH ridotto che gli oceani non hanno misurato in più di 20 milioni di anni.

Oltre un miliardo di persone in tutto il mondo ottengono la loro principale fonte di proteine ​​dall’oceano e centinaia di migliaia di posti di lavoro dipendono dal benessere delle specie oceaniche.

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