Kimia Air Laut Materi Kuliah 5

Hidrasi NaCl dalam air, maka gaya tarik elektrostatik antara Na dan Cl menurun, sehingga mudah terdesosiasi. Desosiasi ion akan tertarik ke kutub molekul air. Saat gaya elektrostatik melemah, ion tsb akan dikelilingi kutub-kutub molekul air (Hidrasi) : NaCl(s) + (n+m)H2O(l) Na(H2O)n+ + Cl(H2O)m- Atau NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq)

Pengaruh garam thd sifat fisika air Meningkat: Densitas, viskositas, tekanan uap, kompresibilitas, tegangan permukaan. Menurun: Suhu Densitas maximum, titik beku.

Sumber Senyawa Kimia Siklus Air

Hidrothermal Pelapukan Aktifitas Manusia

Proses Pelapukan: Air hujan mengandung CO2 dan SO2 (asam), bereaksi mineral tanah dan bantuan. CaCO3 (s) + CO2(g) + H20 (calcite) (air hujan) Ca2+ (s) + 2HCO3- (terlarut) 2NaAlSi3O8(s) + CO2(g) + H20 (albite) (air hujan) Al2Si2O5(OH)4(s) + 2Na+(aq) + 2HCO3-(aq) + 4SiO2(aq.s) (kaolinit, clay) (terlarut)

Oksigen Terlarut (DO)

Faktor-faktor menentukan konsentrasi gas di air (O2 dan CO2) Pengaruhnya Gelombang dan arus Pertukaran gas air laut vs atmosfer meningkat Perbedaan konsentrasi Terjadi difusi gas antar muka air dan udara dari konsentrasi tinggi ke rendah hingga kondisi setimbang Suhu Suhu turun, daya larut menurun Salinitas Salinitas meningkat, daya larut turun Tekanan Tekanan meningkat, daya larut meningkat Fotosintesa Oksigen meningkat, CO2 menurun Respirasi CO2 meningkat, Oksigen menurun Dekomposisi pH Mengendalikan spesiasi CO2 dalam air

Fotosintesa Tanaman: energi mata hari mengubah CO2 dan H2O menjadi carbohidrat dan O2 via Fotosintesa: 106 CO2 + 16 HNO3 + H3PO4 +78 H2O 􀁕 C106H175O42N16P + 150 O2 Hewan melakukan respirasi: O2 + carbohydrates → CO2 + H2O + energy

Mikronutrien (unsur hara) Unsur utama : Nitrogen dan fosfor Unsur tambahan : silica (bagi organisme pmbentuk cangkang, mis. Diatom) Unsur lain : Fe, Mn, Cu, Zn, Co dan Mo (tidak menghambat pertumbuhan)

Blooming

Distribusi fosfat di laut Fosfor di Laut Bentuk : terlarut dan partikel Komponen : anorganik dan organik Distribusi fosfat di laut Dipengaruhi oleh proses biologi dan fisika perairan. Dipermukaan perairan, fosfat dimanfaatkan melalui proses fotosintesa

Nitrogen di Laut Senyawa nitrogen di laut sangat terbatas (~ 1/10 konsentrasi N2) Bentuk : terlarut dan partikel (organik dan anorganik) Sumber nitrogen: aktifitas gunung api (NH3); udara (fixasi N2); sungai (pupuk)

Silika di Laut Sumber mineral utama adalah pelapukan batuan, bentuk mineral adalah quartz, feldspar dan clay. Di laut, kondisi silica kurang jenuh, partikel silica melarut di perairan dalam, dan proses pelarutan ini berjalan lambat, karenanya profil konsentrasi dengan kedalaman tidak menunjukkan maksimum seperti nitrogen dan fosfor.

Salinitas

Konsep Salinitas Salinitas sebagai ”nilai massa garam terlarut dalam masa air laut tertentu”. Caranya: pengeringan dan penimbangan Kelemahan/kesulitan: sebagian senyawa hilang saat pemanasan misalnya; bikarbonat dan karbonat teroksidasi, Cl2, Br2 dan B(OH)3 menguap

Difinisi “berat dalam gram garam terlarut dalam satu kilogram air laut, dimana semua bromida dan iodida digantikan dengan jumlah equivalen chlorida, dan semua karbonat digantikan dengan jumlah equivalen oksida” (Forch, Knudsen dan Sorensen)

Prinsip “Marcet” Komposisi unsur utama di air laut adalah relatif tetap. Dasar penentuan chlorinitas sbg teknik analisis salinitas. Chlorinitas = nilai equivalen chlorin terhadap konsentrasi total halida dalam ppt berat (g Cl/Kg air laut) yang diukur dengan titrasi AgNO3.

Komposisi ion utama Rata-rata air laut ‰ berat Cl- 18,980 Total anion = 21,861‰ SO42- 2,649 HCO3- 0,140 Br- 0,065 H2BO3- 0,026 F- 0,001 Na+ 10,556 Total kation = 12,621‰ Mg2+ 1,272 Ca2+ 0,400 K+ 0,380 Sr2+ 0,013 Total S 34,482 ‰ Kondisi Salinitas 35 ‰

Hubungan Chlorinitas vs Salinitas No. Rumus Keterangan 1. S = 1,812 Cl (‰) Forchhammer 2. S = 1,8056 Cl (‰) Dittmar 3. S = 1,8148 Cl (‰) Lyman dan Fleming 4. S = 1,81537 Cl (‰) Millero dan Sohn 5. S = 1,805 Cl (‰) + 0,03 Morris dan Riley 6. S = 1,80655 Cl (‰) JPOTS

Komposisi ion-ion air laut dapat berubah pada wilayah-wilayah Daerah tertutup, estuari, dan pengaruh sungai Palung, Fjord, dan sirkulasi terbatas Daerah dangkal dan penguapan tinggi Daerah hidrotermal Dalam sedimen

Sebaran Salinitas

Sebaran Salinitas Menegak

LADCP/CTD (+optional: Chl-a, Nitrate, Oxygen,) 24 Rossette Bottles LADCP: Looker upward CTD-O-Nitrate-Chl-a Sensors LADCP: Looker downward LADCP: Lowerred Acoustic Doppler Current Profiler CTD: Conductivity Temperature Depth asalod

Penurunan CTD

Timur Halmahera (Pasifik) Laut Banda CTD Plot

Seawater sampling Using Rossette botles