About Global Documents
Global Documents provides you with documents from around the globe on a variety of topics for your enjoyment.
Global Documents utilizes edocr for all its document needs due to edocr's wonderful content features. Thousands of professionals and businesses around the globe publish marketing, sales, operations, customer service and financial documents making it easier for prospects and customers to find content.
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
Structure
Bentuk 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
Sumber Gas CO2
Gambar 2. Siklus karbon(http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)
Sumber Gas CO2
Atmosfer
Fotosintesis
Presipitasi
Aktifitas Organisme
Pelapukan batuan silikat
Pengambilan karbon dari atmosfer:
Sumber Gas CO2
Resfirasi
Penguraian oleh jamur
Pembakaran material Organik
Pabrik semen
Pelepasan dari laut pada suhu tinggi
Erupsi vulkani dan ledakan gunung api
Pengembalian karbon ke atmosfer:
Atmosfer
Atmosfer
Sumber Gas CO2
Autotroph
Perpindahan antar Biosfer
Lepas melalui resfirasi
Pembakaran biomassa
Organisme mati dalam geosfer
Erupsi 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
Respirasi
Hewan
Sistem karbonat
Respirasi
Tumbuhan
Pembusukan
Air
Bakteri
Gambar 3. Siklus karbon dilaut (http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)
Sumber Gas CO2
Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon
Karbon dilepaskan pada daerah Upwelling
Karbon diterima pada daerah Downwelling
Pada saat memsauki lautan membentuk
Asam Kabonat
CO2 + 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
HCO
Ca
O
H
CO
CaCO
s
3
2
2
2
)
(
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:
3
2
)
(
2
2
CO
H
CO
O
H
aq
water
carbon
carbonic
dioxide
acid
3
3
2
HCO
H
CO
H
carbonic
hydrogen bicarbonat
acid
ion
ion
2
1
Sistem Karbonat
CO2 di laut merupakan kontribusi kesetimbangan kompleks
dalam bentuk:
.
2
3
3
CO
H
HCO
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* =
[CO3
2-] [H+]
HCO3
-
Sistem Karbonat
1. Sistem tertutup yaitu tidak ada transfer CO2 dari atmosfer
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
[CO3
2-] =
(
)
1 +
K*2
K*1K*2
[H+]
[H+]2
+
DIC
Sistem Karbonat
1. Sistem tertutup yaitu tidak ada transfer CO2 dari atmosfer
Sistem Karbonat
2. Sistem Terbuka yaitu terjadi transfer CO2 dari atmosfer
2
]
[
]
[
*
3
2
2
CO
H P
K
CO
H
CO
2
0
1
CO
H
T
P
K
C
2
2
]
[
]
[
1
0
1
3
CO
H
CO
H
T
P
K
H
K
P
K
C
HCO
2
2
2
2
1
0
2
2
3
]
[
]
[
CO
H
CO
H
T
P
K
H
K
K
P
K
C
CO
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 H
pH
Untuk kondisi infinite, didefenisikan sebagai aktifitas ion hidrogen atau
dirumuskan :
)
(
log H
H
pa
H
f
x
H )
(
log
H
f
H
log
)
(
log
H
f
1
1
log
2
I
Az
f
H
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
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
pH (Derajat Keasaman)
A = 1,82 x 106 (εT)-3/2 ; ε = 79
2
25
)
25
(
)
25
(
t
B
t
A
pH
pH t
2
25
25
3
)
8
(
9806
.
63
)
8
(
505
.
32
296
.9
10
pH
pH
A
2
25
25
3
)
8
(
637
.
41
)
8
(
000
.
23
916
.3
10
pH
pH
B
AP
pH
pH
t
P
t
0
2
3
)
8
(
0816
.0
00282
.0
)
35
(
0048
.0
424
.0
10
t
pH
t
S
A
Untuk pengaruh suhu :
Untuk pengaruh tekanan diduga dengan :
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
pH (Derajat Keasaman)
pH (Derajat Keasaman)
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)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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-
CO3
2-
HCO3
-
H2CO3
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
Alkalinitas
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
CO2 total
R=(∆Pco2/Pco)/(∆∑CO2/∑CO2)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
CO2 total
Revelle Facto (R)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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
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
Structure
Bentuk 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
Sumber Gas CO2
Gambar 2. Siklus karbon(http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)
Sumber Gas CO2
Atmosfer
Fotosintesis
Presipitasi
Aktifitas Organisme
Pelapukan batuan silikat
Pengambilan karbon dari atmosfer:
Sumber Gas CO2
Resfirasi
Penguraian oleh jamur
Pembakaran material Organik
Pabrik semen
Pelepasan dari laut pada suhu tinggi
Erupsi vulkani dan ledakan gunung api
Pengembalian karbon ke atmosfer:
Atmosfer
Atmosfer
Sumber Gas CO2
Autotroph
Perpindahan antar Biosfer
Lepas melalui resfirasi
Pembakaran biomassa
Organisme mati dalam geosfer
Erupsi 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
Respirasi
Hewan
Sistem karbonat
Respirasi
Tumbuhan
Pembusukan
Air
Bakteri
Gambar 3. Siklus karbon dilaut (http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide)
Sumber Gas CO2
Laut mengandung sekitar 36.000 gigaton karbon
Karbon dilepaskan pada daerah Upwelling
Karbon diterima pada daerah Downwelling
Pada saat memsauki lautan membentuk
Asam Kabonat
CO2 + 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
HCO
Ca
O
H
CO
CaCO
s
3
2
2
2
)
(
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:
3
2
)
(
2
2
CO
H
CO
O
H
aq
water
carbon
carbonic
dioxide
acid
3
3
2
HCO
H
CO
H
carbonic
hydrogen bicarbonat
acid
ion
ion
2
1
Sistem Karbonat
CO2 di laut merupakan kontribusi kesetimbangan kompleks
dalam bentuk:
.
2
3
3
CO
H
HCO
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* =
[CO3
2-] [H+]
HCO3
-
Sistem Karbonat
1. Sistem tertutup yaitu tidak ada transfer CO2 dari atmosfer
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
[CO3
2-] =
(
)
1 +
K*2
K*1K*2
[H+]
[H+]2
+
DIC
Sistem Karbonat
1. Sistem tertutup yaitu tidak ada transfer CO2 dari atmosfer
Sistem Karbonat
2. Sistem Terbuka yaitu terjadi transfer CO2 dari atmosfer
2
]
[
]
[
*
3
2
2
CO
H P
K
CO
H
CO
2
0
1
CO
H
T
P
K
C
2
2
]
[
]
[
1
0
1
3
CO
H
CO
H
T
P
K
H
K
P
K
C
HCO
2
2
2
2
1
0
2
2
3
]
[
]
[
CO
H
CO
H
T
P
K
H
K
K
P
K
C
CO
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 H
pH
Untuk kondisi infinite, didefenisikan sebagai aktifitas ion hidrogen atau
dirumuskan :
)
(
log H
H
pa
H
f
x
H )
(
log
H
f
H
log
)
(
log
H
f
1
1
log
2
I
Az
f
H
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
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
pH (Derajat Keasaman)
A = 1,82 x 106 (εT)-3/2 ; ε = 79
2
25
)
25
(
)
25
(
t
B
t
A
pH
pH t
2
25
25
3
)
8
(
9806
.
63
)
8
(
505
.
32
296
.9
10
pH
pH
A
2
25
25
3
)
8
(
637
.
41
)
8
(
000
.
23
916
.3
10
pH
pH
B
AP
pH
pH
t
P
t
0
2
3
)
8
(
0816
.0
00282
.0
)
35
(
0048
.0
424
.0
10
t
pH
t
S
A
Untuk pengaruh suhu :
Untuk pengaruh tekanan diduga dengan :
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
pH (Derajat Keasaman)
pH (Derajat Keasaman)
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)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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-
CO3
2-
HCO3
-
H2CO3
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
Alkalinitas
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
CO2 total
R=(∆Pco2/Pco)/(∆∑CO2/∑CO2)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
CO2 total
Revelle Facto (R)
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Distribusi CO2
Dalam Air Laut
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