lista de exercicio de introdução a oceanografia quimica

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios 2
RB307 – Introdução a Oceanografia Química
http://www.mares.io.usp.br/iof201/
1. Quais amostras devem ser as primeiras a serem coletadas da garrafa hidrográfica durante a coleta de água?
As amostras de oxigênio e pH, pois quando a água coletada entra em contado com a atmosfera , ocorre o processo de troca de gases entre ar-água, podendo sofrer alterações significativas nos resultados amostrados;
2. Por que deve ser evitado a formação de bolhas no processo de coleta do oxigênio e do pH? 
Formação de bolhas indica contato da amostra de água com o ar;
3. Por que é necessário homogeneizar a amostra de oxigênio após a fixação?
Para que toda a amostra de O2 entre em contato com o reagente;
4. Qual o nome do equipamento para análise de pH? pHmetro
5. Qual o nome do procedimento químico utilizado para a determinação de oxigênio? Método químico: titulação; * titulante utilizado no laboratório: tiossulfato;
6. O que é tempo de residência? 
O intervalo médio em que um elemento permanece no mar. Calculado pela quantidade do elemento no mar dividido pela velocidade na qual o elemento é adicionado (ou removido) no mar. *depende da atividade química do elemento.
7. Indique as fontes de elementos para o oceano na imagem abaixo:
- Dissolução da rocha carregada pelo fluxo d’água do rio até o oceano;
- Emissões vulcânicas: continentais ou marinhas (fumarolas);
- Remineralização;
- Seaspray (gotículas de água); 
8. Por que em áreas onde ocorre atividade vulcânica marinha a salinidade muda? Emissão de gases por fumarolas (por exemplo), alterando a salinidade;
9. Por que a temperatura do oceano é maior na superfície do oceano em comparação ao fundo? Incidência da energia Solar apenas na zona fótica; 
10. O que são as propriedades conservativas e como elas podem ser alteradas? Propriedades alteradas apenas na superfície do mar e por processos físicos, não sofrendo alterações de atividades biológicas e geoquímicas;
11. O que podemos inferir observando o gráfico de salinidade versus temperatura? Por quê?
Que são propriedades físicas, ou seja, alteradas apenas na superfície do mar, pois sofrem influência de processos físicos como precipitação e evaporação (salinidade) e radiação solar (temperatura), por exemplo; 
* Quando analisadas juntas, identificam e traçam as massas de água.
12. Como a salinidade pode variar?
Variação por conta da localização (diferença de latitude): equilíbrio entre precipitação e evaporação, aporte de água de degelo e de rio e formação do gelo.
13. Por que a salinidade é menor no Equador em comparação as latitudes médias? 
Porque apesar de ser uma região muito quente, ocorre muita precipitação, sendo esse processo mais intenso do que o de evaporação (P>E), acarretando salinidade baixa;
14. Por que a salinidade varia de forma crescente no sentido das altas latitudes para os pólos (>60°N/S)? 
Maior salinidade associada à formação de gelo, pois os sais não participam do processo de congelamento da água, portanto ficam concentrados na água do mar que não sofreu a mudança de estado;
15. Comparando as médias e altas latitudes (<60°N/S), onde encontramos as maiores salinidades? Por quê?
As maiores salinidades são encontradas nas médias latitudes (E>P) e as menores, nas altas latitudes (P>E);
16. Explique o que é e porque varia (qual o processo que afeta o gradiente):
a. Termoclina – temperatura diminui rapidamente com o aumento da profundidade; incidência solar superficial;
b. Picnoclina – a densidade se eleva rapidamente com o aumento da profundidade; Temperatura e salinidade;
c. Haloclina – zona de rápido crescimento da salinidade com o aumento da profundidade; Precipitação e evaporação;
d. Nutriclina – Variação rápida da concentração de nutrientes em relação a profundidade; Fotossíntese, remineralização e a picnoclina;
17. Se a temperatura da superfície diminuir iremos aumentar o gradiente da haloclina ou diminuir esse gradiente? Diminuir
18. Indique quais os tipos de elementos (ex. nutriente) e/ou elemento (ex.oxigênio) apresentam os seguintes perfis:
a. perfil do nutriente (fosfato, nitrato, silicato, etc.);
b. oxigênio;
c. traço conservativo;
d. traço sequestrado;
19. O que diz a relação de Redfield e a lei de Dittmar?
- REDFIELD: Composição química do oceano, na razão constante de 106 moléculas de carbono (C), pra 16 moléculas de nitrogênio (N) para 1 molécula de fósforo (P), mas não é universal;
- DITTMAR:Análise de água do mar completa das amostras do HMS Challenger (1872-1876); Lei das proporções constantes: composição relativa da água do mar é aproximadamente constante.
20. Qual será a diferença entre uma termoclina de verão e uma termoclina de inverno? A variação brusca de temperatura em relação à profundidade será mais intensa no verão do que no inverno;
21. A termoclina permanente varia de acordo com a região, indique abaixo a qual região (altas latitudes, baixas latitudes, equador) pertence cada perfil médio:
a. Equador;
b. latitudes baixas;
c. latitudes altas;
22. O que é remineralização? Onde na coluna de água ela tem o seu máximo?
Remineralização é a oxidação do C da forma orgânica para a inorgânica; Já ocorre na superfície, porém possui sua alta atividade abaixo da zona fótica;
23. O que ocorre com o oxigênio no máximo de remineralização e porquê? Ocorre o consumo de O2 sem sua renovação (zona de mínimo de oxigênio), pois o processo de fotossíntese nesta zona já se torna negligente pela ausência de luz Solar.
24. Uma massa de água profunda que acabou de se formar nos polos, terá uma maior ou menor concentração de oxigênio em comparação a uma massa de água profunda que já fluiu/se descolou por vários km?
A massa de água profunda formada nos polos será mais rica em O2 do que uma massa de água profunda que já fluiu, pois à medida que ela flui, o seu O2 é consumido.
25. Se um elemento traço em seu estado reduzido e dissolvido entrar no oceano rico em oxigênio, o que pode ocorrer com este elemento? Qual perfil de elemento traço indica este comportamento? 
Atração mútua: elemento traço dissolvido é capturado (adsorção) pelo O2 e ao reagir com este, transforma-se em particulado; Perfil de elemento traço “scavenged”;
26. O que é a esfera de hidratação? (explique de forma simplificada)
Concentração de moléculas ao redor de um íon (interagindo e não reagindo)
* O tamanho da esfera de hidratação depende do raio  e da carga do íon;
27. Um elemento altamente iônico e hidratado pode reagir com outro elemento do mesmo tipo no oceano? Qual seria este tipo de interação? 
Sim. Interação “não específica” (eletroestática mútua; repulsão entre os íons), exemplo entre NaCl, considerados íons independentes, mantendo as esferas de hidratação permanecem intactas. 
28. Sempre as espécies ao interagirem manterão a sua esfera de hidratação individual? Explique brevemente. 
Não. Em alguns casos as esferas de hidratação entre dois íons podem permanecer intactas, mas agrupadas (interação “pares de íons”) e em outros casos as esferas podem se mesclar (interação “complexo de íons”).
29. Sendo o oceano uma grande solução com diversos sais, todos os elementos no oceano estão livres para participar de reações biológicas?
Não, pois alguns íons podem estar interagindo com outros;
30. O que é o sistema carbonato marinho? (identifique as reações)
CO2 reage com a água formando ácido carbônico = CO2 + H2O→H2CO3
H2CO3 rapidamente se dissocia em HCO3- e CO32- = H2CO3 → HCO3- + H+
								HCO3-	→ CO32- + H+
* ocorre a liberação de íons H+
31. Se o oceano é uma solução tampão (pH constante = quebra do CO2 em solução aquosa formando H+,bicarbonato e carbonato, prevenindo variações bruscas de pH), o que ocorre quando adiciono íons H+ ao mesmo?
Tende a retornar ao equilíbrio;
32. Qual a diferença entre lisoclina e profundidade de compensação do carbonato? Lisoclina é a camada d’água (maior grau de solibilidade) em que o CaCO3 começa a dissolvere a profundidade de compensação do carbonato é a profundidade em que todo o carbonato se dissolve.
33. Se eu alterar a profundidade de compensação do carbonato para profundidades maiores o que ocorrerá com o fundo do oceano?
Terá maior concentração de CO2 e consequentemente pH mais ácido;
34. O que é o pH e porque no oceano o mesmo tem um valor médio de 7,8 – 8,2 que não é “facilmente” alterado? Potencial hidrogênio de uma solução de acordo com a concentração de íons hidrogênio (H+ e OH-) na mesma, caracterizando-a como ácida ou básica. Porque o oceano funciona como uma solução tampão, ou seja, tende a manter o pH em equilíbrio entre concentrações de H+ e OH-;
35. Ao longo dos últimos anos o oceano tem absorvido uma grande quantidade de CO2 atmosférico, como isso afeta o sistema carbonato?
	 
36. Uma amostra de água do mar com pH 8,2 tem mais H+ do que uma solução de pH 7,8? Não. A concentração de H+ na água com pH 8,2 seria de 10-8,2, portanto menor do que a concentração de H+ em uma solução com pH 7,8 que seria de 10-7,8. * ambas possuem caráter básico.
37. Se não houvesse mais a produção de CaCO3 no oceano, o que ocorreria com o pH da água de fundo? A concentração de CO2 seria muito alta, pois não haveria a tendência de equilíbrio do pH, por parte do sistema carbonato, fazendo com que o pH fosse baixoo, ou seja, com águas mais ácidas;
38. No processo de acidificação dos oceanos podemos afetar a disponibilidade de metais/elementos?
Sim. Caso o oceano sofra um processo de acidificação, a água que será evaporada deste reservatório e posteriormente condensada e precipitada (ciclo hidrológico),seria mais ácida, tornando-se um poderoso agente de dissolução. Isso acarretaria, na porção continental, maior aporte de material rochoso erodido (rico em metais/elementos), transportado pela ação do rio e depositado no estuário.