Carbono inorgánico total

Parte de una serie sobre el
Carbon cycle
By regions Terrestrial Marine Atmospheric Deep carbon Soil Permafrost Boreal forest Geochemistry
Carbon dioxide In the atmosphere Ocean acidification Removal Satellite measurements
Forms of carbon Total carbon (TC) Total organic carbon (TOC) Total inorganic carbon (TIC) Dissolved organic carbon (DOC) Dissolved inorganic carbon (DIC) Particulate organic carbon (POC) Particulate inorganic carbon (PIC) Primary production marine Black carbon Blue carbon Kerogen
Metabolic pathways Photosynthesis Chemosynthesis Calvin cycle Reverse Krebs cycle Carbon fixation C3 C4
Carbon respiration Ecosystem respiration Net ecosystem production Photorespiration Soil respiration
Carbon pumps Biological pump Martin curve Solubility pump Lipid pump Marine snow Microbial loop Viral shunt Jelly pump Whale pump Continental shelf pump
Carbon sequestration Carbon sink Soil carbon storage Marine sediment pelagic sediment
Methane Atmospheric methane Methanogenesis Methane emissions Arctic Wetland Aerobic production Clathrate gun hypothesis Carbon dioxide clathrate
Biogeochemical Marine cycles Nutrient cycle Carbonate–silicate cycle Carbonate compensation depth Great Calcite Belt Redfield ratio
Other Climate reconstruction proxies Carbon-to-nitrogen ratio Deep biosphere Deep Carbon Observatory Global Carbon Project Carbon capture and storage Carbon cycle re-balancing Territorialisation of carbon governance Total Carbon Column Observing Network C4MIP CO2SYS
Category
v t e

El carbono inorgánico total ( C _T o TIC ) es la suma de las especies de carbono inorgánico .

Los compuestos de carbono se pueden distinguir como orgánicos o inorgánicos , y disueltos o particulados , dependiendo de su composición. El carbono orgánico forma la columna vertebral de los componentes clave de los compuestos orgánicos como las proteínas , los lípidos , _los carbohidratos y los ácidos nucleicos . El carbono inorgánico se encuentra principalmente en compuestos simples como el dióxido de carbono ( CO2 ), _el ácido carbónico ( H2CO3 ), el bicarbonato ( HCO3 ) _.−3) y carbonato ( CO2−3).

El sistema de carbono inorgánico acuático está compuesto por las diversas formas iónicas, disueltas, sólidas y/o gaseosas del dióxido de carbono en el agua. Estas especies incluyen dióxido de carbono disuelto , ácido carbónico , anión bicarbonato , anión carbonato , carbonato de calcio , carbonato de magnesio y otros. Las cantidades relativas de cada especie en un cuerpo de agua dependen de variables físicas que incluyen temperatura y salinidad, así como variables químicas como pH y presión parcial de gas. Variables como alcalinidad y carbono inorgánico disuelto (o total) definen además un equilibrio de masa y carga que restringe el estado total del sistema. ^{[1] [2]}

Dados dos de los cuatro parámetros centrales del sistema de carbono inorgánico (pH, alcalinidad, carbono inorgánico disuelto, presión parcial de dióxido de carbono), el resto se puede derivar resolviendo un sistema de ecuaciones que se adhieren a los principios de la termodinámica química . ^[2]

Durante la mayor parte del siglo XX, los equilibrios químicos en sistemas marinos y de agua dulce se calcularon de acuerdo con diversas convenciones, lo que generó discrepancias entre los cálculos de los laboratorios y una reproducibilidad científica limitada. ^[3] Desde 1998, se ha utilizado ampliamente una familia de programas de software llamada CO2SYS . Este software calcula los equilibrios químicos para las especies y parámetros de carbono inorgánico acuático . Su función principal es utilizar dos de los cuatro parámetros centrales del sistema de carbono inorgánico ( pH , alcalinidad , carbono inorgánico disuelto y presión parcial de dióxido de carbono ) para calcular varias propiedades químicas del sistema. Los programas son ampliamente utilizados por oceanógrafos y limnólogos para comprender y predecir los equilibrios químicos en aguas naturales. ^[4]

Las especies de carbono inorgánico incluyen dióxido de carbono , ácido carbónico , anión bicarbonato y carbonato . ^[5] Es habitual expresar el dióxido de carbono y el ácido carbónico simultáneamente como CO ₂ * . C _T es un parámetro clave al realizar mediciones relacionadas con el pH de sistemas acuosos naturales, ^[6] y estimaciones del flujo de dióxido de carbono.

${\displaystyle C_{T}={\ce {[CO2^{\star }]{}+[HCO3^{-}]{}+[CO3^{2-}]}}}$

dónde,

• C _T es el carbono inorgánico total
• [CO ₂ *] es la suma de las concentraciones de dióxido de carbono y ácido carbónico ( [CO ₂ *] = [CO ₂ ] + [H ₂ CO ₃ ] )
• [HCO−3] es la concentración de bicarbonato
• [CO2−3] es la concentración de carbonato

Cada una de estas especies está relacionada por los siguientes equilibrios químicos determinados por el pH:

${\displaystyle {\ce {CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> H+ + HCO3- <=> 2 H+ + CO3^2-}}}$

Las concentraciones de las diferentes especies de DIC (y qué especie es dominante) dependen del pH de la solución, como lo muestra un diagrama de Bjerrum .

_El carbono inorgánico total se mide normalmente mediante la acidificación de la muestra, que lleva los equilibrios a CO2 . A continuación, este gas se extrae de la solución y se atrapa; luego se mide la cantidad atrapada, normalmente mediante espectroscopia infrarroja .

El carbono marino se separa además en fases de partículas y disueltas. Estos depósitos se definen operativamente por la separación física: el carbono disuelto pasa a través de un filtro de 0,2 μm, mientras que el carbono de partículas no.

Hay dos tipos principales de carbono inorgánico que se encuentran en los océanos:

• El carbono inorgánico disuelto (CID) está compuesto de bicarbonato ( HCO⁻
  ₃), carbonato ( CO²⁻
  ₃) y dióxido de carbono (incluidos tanto el CO ₂ disuelto como el ácido carbónico H ₂ CO ₃ ). El DIC se puede convertir en carbono inorgánico particulado (PIC) a través de la precipitación de CaCO ₃ (biológica o abióticamente). El DIC también se puede convertir en carbono orgánico particulado (POC) a través de la fotosíntesis y la quimioautotrofia (producción primaria). El DIC aumenta con la profundidad a medida que las partículas de carbono orgánico se hunden y se respiran. El oxígeno libre disminuye a medida que el DIC aumenta porque el oxígeno se consume durante la respiración aeróbica.
• El carbono inorgánico particulado (PIC) es la otra forma de carbono inorgánico que se encuentra en el océano. La mayor parte del PIC es el CaCO3 _que compone las conchas de varios organismos marinos, pero también puede formarse en eventos de pesca de merlán . Los peces marinos también excretan carbonato de calcio durante la osmorregulación . ^[7]

Algunas de las especies de carbono inorgánico presentes en el océano, como el bicarbonato y el carbonato , contribuyen de forma importante a la alcalinidad , un amortiguador natural del océano que evita cambios drásticos en la acidez (o pH ). El ciclo del carbono marino también afecta a las tasas de reacción y disolución de algunos compuestos químicos, regula la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera y la temperatura de la Tierra. ^[8]