O Ciclo do Carbono

O Ciclo do Carbono

O ciclo do carbono está intimamente relacionado com os seres vivos que vivem sobre a superfície da terra.

Existem vários tipos de compostos de carbono nas várias etapas que compõem o ciclo. Estes compostos podem ser líquidos sólidos e gasosos. Muitos deles são sintetizados pelos organismos vivos, onde o número de oxidação do carbono varia de -4 a +4. Contudo o transporte de carbono entre a atmosfera, hidrosfera e litosfera, é feito, principalmente, pelo carbono com número de oxidação (+4), na forma de CO2, carbonato (CO32-) ou bicarbonato (HCO3-).

Somente cerca de 0,3% da luz solar que atinge a superfície da terra é convertida pela fotossíntese em energia química sob a forma de carboidratos. Eles são designados porque contêm dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio para cada átomo de carbono. Sua fórmula química é (CH2O)n onde n é um número inteiro definido, em geral muito grande.

A reação de fotossíntese é

CO2 + H2O + (hv) →carbono fixado (planta) + O2

Ou

CO2 + H2O + (hv) →CH2O + O2

Os produtos desta reação são menos estáveis do que os reagentes por conterem uma maior quantidade de energia correspondente a 450 KJ por mol de carbono. Esta energia é extraída da luz solar.

A energia absorvida pode ser liberada pela reação inversa, seja por combustão, ou, em sistemas biológicos, pela respiração

As principais reações para formação ou modificação do carbono +4 são as seguintes

(a)CO2 + H2O + (hv) →carbono fixado (planta) + O2

(b) O2 + (respiração dos seres vivos) → CO2 + H2O

(c) CO2(g) → CO2(aq) (dissolução do CO2 em água)

(d) CO2(aq) + H2O → H2CO2 (formação do ácido carbônico)

(e) H2CO2 → HCO3- + H+ (primeira dissociação a bicarbonato)

(f) HCO3- → CO32- + H+ (segunda dissociação a carbonato)

(g) Ca2+ + CO32- → CaCO3(s)

A equação (a) corresponde a absorção de CO2 da atmosfera pelas plantas, durante o processo de fotossíntese para formar massa vegetal.

A reação (b) representa o processo de respiração que ocorre em todos os seres vivos, e o resultado final é a produção de energia necessária para a atividade desses organismos.

As reações (c) e (d) correspondem aos processos de dissolução do CO2 em água.

As reações (e) e (f) são reações em equilíbrio, em soluções aquosas. Essas reações em equilíbrio podem participar de mecanismos de transporte de CO2 entre células e pulmão feito pelo sangue.

A equação (g) representa o mesmo mecanismo de equilíbrio de transporte de equilíbrio interagindo com íons metálicos que, no caso do cálcio, pode resultar na formação de esqueletos e carapaças de organismos co como conchas, cascas de ovos ou na formação de e dissolução de rochas e sedimentos.

O ser humano interfere globalmente no ciclo do carbono adicionando quantidades significativas de CO2 , na atmosfera, quando utiliza qualquer combustível contendo carbono proveniente de fonte não renovável:

combustível + O2 → CO2 + H2O