home | nieuwsblad | informatie
Een zee van chemicaliën
Laatste wijziging: 31-10-2021

Het water in meren en rivieren noemen we zoetwater, dat van de zee zoutwater, maar dat betekent niet dat het zoete water uit zuiver H2O bestaat. Zuiver water komt op natuurlijke manier bijna niet voor omdat er veel stoffen zijn die graag in water oplossen. In het hoofdstuk over water staat te lezen dat water een bipolair karakter heeft en dat dat de reden is dat andere stoffen graag in water oplossen.

Uiteindelijk moeten alle stoffen die van nature in zee terecht komen ergens uit de aardkorst vandaan komen. De zoute samenstelling van de zee vindt zijn oorsprong bij de oplossing van mineralen uit de aardkorst in water. Een andere bron van de stoffen in zee is vulkanisme. Naast gesteente komt er bij een vulkanische uitbarsting ook gas vrij. Deze gassen bestaan voornamelijk uit waterdamp (60-95%) en daarnaast uit koolstofdioxide (10-40%), zwaveldioxide (SO2), waterstofsulfide (H2S), zoutzuur (HCl), en waterstoffluoride (HF), naast enkele minder aanwezige gassen.

De mineralen in de aardkorst zitten daar in de vorm van gesteente. Door verwering van wind, water en ijs worden die gesteenten steeds kleiner en daardoor worden steeds grotere oppervlakten van dat gesteente bloot gesteld aan de oplossende werking van water. Niet elk mineraal lost graag op. Er zijn er die makkelijk verweren en oplossen zoals olivijn ((Mg,Fe)2SiO4). Olivijn is een mineraal dat vaak in donkergekleurd gesteente zoals basalt voorkomt. Aan de andere kant van het spectrum vinden we kwartz (SiO2) dat bijna niet verweert onder invloed van de omstandigheden.

Koolstofdioxide - CO2

Er is een evenwicht tussen de hoeveelheid CO2, koolstofdioxide, in de lucht en de hoeveelheid die opgelost is in het water. Als er meer CO2 in de lucht komt wordt er ook meer opgenomen in het water en omgekeerd. Koolstofdioxide kan als gas opgelost zijn in water, maar het gaat ook een evenwichtsreactie aan met water:
CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- ⇌ 2H+ + CO32-
De evenwichtsreactie vindt plaats in 3 stappen, eerst lost koolstofdioxide gasvormig op in water, daarbij vormt zich H2CO3 deze splitst zich gedeeltelijk in HCO3- en H+-ionen en uiteindelijk zal ook een deel zich splitsen in CO32- en 2H+. Het zijn de H+-ionen die zorgen voor de verzuring van water. Daar maken we handig gebruik van in frisdranken om deze een frisse (zuurdere) smaak te geven. In zee betekent het dat de zee zuurder wordt en dat kalk er bijvoorbeeld makkelijker in oplost, wat vervelend is voor dieren die gebruik maken van kalk om er hun huisjes mee te bouwen, zie ook bij Calciumcabonaat.

Zwaveldioxide - SO2

Zwaveldioxide last makkelijk op in water.
SO2 + H2O → H2SO3
Wat in een oplossing dan splits in H+-ionen en SO32--ionen en water dus verzuurt.

Waterstofsulfide - H2S

Waterstofsulfide (de rotte eierenlucht), lost slecht op in water en komt niet verder dan de vorming van een zwak zuur met 1 H+-ion en een HS--ion.

zoutzuur - HCl

Chloor komt niet als element in de natuur voor. Het is altijd gebonden. Bij vulkanische uitbarstingen zit er waterstofchloride in de gasuitstoot. Waterstofchloride lost makkelijk in water op en vormt daarbij Cl--ionen en H+-ionen, wat het zeewater zuurder maakt.

Hydrothermal vents lijken een grote bron van chloor(verbindingen) te zijn.

Natrium

Natrium is een zeer reactief materiaal en komt dan ook niet in ongebonden toestand voor in de natuur. Het komt veel voor in mineralen zoals amfibool, Kryoliet (Na3AlF6), haliet (NaCl) en zeoliet. Haliet heet ook wel steenzout en bestaat uit zuiver NaCl en wordt gevormd door uitdrogende zoute wateren en zeoliet wordt gevormd als vulkanische as in aanraking komt met water en met de zout-ionen uit water reageerd tot een soort klei-achtige substantie; het zeoliet.

De amfibolen komen veel voor in stollingsgesteenten en bevatten naast Natrium ook andere metalen zoals ijzer, magnesium, silicium en calcium. Als deze amfibolen oplossen in water komen er dus al veel van de ons bekende stoffen in zeewater terecht.

Calcium - Ca

Calcium komt veel voor in de bodem (kalksteen, marmer, calciet, dolomiet, gips, fluoriet en apatiet) en is een essentiële bouwstof voor bijvoorbeeld schelpdieren en koralen. Maar ook de botten van walvissen bestaan uit calcium. Calcium lost makkelijk op in water en vormt daarbij waterstof (gas):
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
In de oplossing zal het calcium-ion zich vrij bewegen als Ca2+-ion en twee OH- zullen ook vrij ronddolen. Hiermee wordt het water basisch.

Kalk - Calciumcarbonaat - CaCO3

In de natuur is calcium meestal gebonden met carbonaat en vormt zo kalk in kalkzandsteen en mergel. Calciumcarbonaat lost niet goed op in water, vandaar dat schelpdieren hun huisjes vaak maken van calciumcarbonaat. Ook de botten van zoogdieren bestaan uit calciumcarbonaat. Onder de inwerking van een zuur zoals dat ontstaat bij de oplossing van bijvoorbeeld koolstofdioxide in water kan calciumcarbonaat wel oplossen in water:
CaCO3 + H2CO3 → Ca(HCO3)2
Ook hier zal in de oplossing Ca2+ als ion aanwezig zijn en 2 HCO3-

Zoals gezegt zijn veel dieren in zee ervan afhankelijk dat calciumcarbonaat niet goed oplost in water. De standaard oplosbaarheid is 14 gram/Liter, als we daar koolstofdioxide bij doen kan dat oplopen naar 70 gram/Liter, dat is 5x zo veel. Een toename van de CO2 in de lucht heeft verzuring van de zee tot gevolg, met alle nadelige volgen van dien.

Bronnen

2006 - 2022 strandvondsten.nl / Commentaar, aanvullingen en suggesties: info@strandvondsten.nl