Em formação

6.2: Reações Químicas - Biologia


Reações químicas

Reações químicas ocorrem quando dois ou mais átomos se unem para formar moléculas ou quando os átomos ligados são quebrados. As substâncias que "entram" em uma reação química são chamadas de reagentes (por convenção, eles são geralmente listados no lado esquerdo de uma equação química), e as substâncias que "saem" da reação são conhecidas como produtos (por convenção, eles geralmente são encontrados no lado direito de uma equação química). No entanto, você deve ser capaz de identificar reagentes e produtos de reações unilaterais que estão escritos em qualquer orientação (por exemplo, da direita para a esquerda, de cima para baixo, diagonal da direita para a esquerda, em torno de uma seta circular, etc. .)

[ underbrace {2H_2O_2} _ { text {peróxido de hidrogênio}} → underbrace {2H_2O} _ { text {água}} + underbrace {O_2} _ { text {oxigênio}} ]

Nota: prática

Identifique os reagentes e produtos da reação envolvendo o peróxido de hidrogênio acima.

Nota: possível discussão

Quando escrevemos (H_2O_2 ) para representar a molécula de peróxido de hidrogênio, é um modelo que representa uma molécula real. Que informação sobre a molécula é imediatamente comunicada por esta fórmula molecular? Ou seja, o que você sabe sobre a molécula apenas olhando para o termo (H_2O_2 )?

Que informação não é explicitamente comunicada sobre esta molécula olhando apenas para a fórmula?

Algumas reações químicas, como a mostrada acima, ocorrem principalmente em uma direção. Quando representamos reações com uma seta de uma cabeça (unidirecional), estamos implicando que a reação é essencialmente irreversível. No entanto, todas as reações podem prosseguir tecnicamente em ambas as direções. Reações reversíveis são aqueles que podem prosseguir em qualquer direção. Em reações reversíveis, os reagentes são transformados em produtos, mas quando a concentração do produto ultrapassa um certo limite (uma característica particular de uma reação específica), alguns desses produtos serão reconvertidos em reagentes. Este vai e vem continua até que um certo equilíbrio relativo entre reagentes e produtos ocorra - um estado chamado equilíbrio. Essas situações de reações reversíveis são freqüentemente denotadas por uma equação química com uma seta de duas pontas apontando para os reagentes e produtos. Você encontrará um continuum de reações químicas; alguns procedem principalmente em uma direção e quase nunca invertem, enquanto outros mudam de direção facilmente, dependendo de vários fatores como as concentrações relativas de reagentes e produtos. Ou seja, você encontrará reações com todos os tipos de pontos de equilíbrio.

Nota: uso de vocabulário

Você pode ter percebido que os termos "reagentes" e "produtos" são relativos à direção da reação. No entanto, se você tiver uma reação reversível, os produtos da execução da reação em uma direção tornam-se os reagentes do reverso. Você pode rotular o mesmo composto com dois termos diferentes. Isso pode ser um pouco confuso. Então, o que fazer nesses casos? A resposta é que, se você deseja usar os termos "reagentes" e "produtos", deve ser claro sobre a direção da reação a que está se referindo.

Vejamos um exemplo de reação reversível em biologia. No sangue humano, o excesso de íons de hidrogênio (H+) se ligam a íons bicarbonato (HCO3-), formando um estado de equilíbrio com ácido carbônico (H2CO3) Esta reação é facilmente reversível. Se o ácido carbônico fosse adicionado a este sistema, parte dele seria convertido em bicarbonato e íons de hidrogênio, à medida que o sistema químico busca o equilíbrio.

[HCO_3 ^ - + H ^ + rightleftharpoons H_2CO_3 label {2} ]

Os exemplos acima examinam sistemas químicos "idealizados" como eles podem ocorrer em um tubo de ensaio. Em sistemas biológicos, no entanto, o equilíbrio para uma única reação raramente é obtido como poderia ser no laboratório. Em sistemas biológicos, as reações não ocorrem isoladamente. As concentrações dos reagentes e / ou produtos mudam constantemente, frequentemente com o produto de uma reação sendo um reagente de outra reação. Essas reações interligadas formam o que são conhecidas como vias bioquímicas. O exemplo imediato acima ilustra esta e outra advertência. Embora a reação entre o bicarbonato / próton e o ácido carbônico seja altamente reversível, verifica-se que fisiologicamente essa reação é geralmente "puxada" para a formação do ácido carbônico. Porque? Conforme mostrado abaixo, o ácido carbônico se torna um reagente para outra reação bioquímica: sua conversão em CO2 e H2O. Esta conversão reduz a concentração de H2CO3, puxando assim a reação entre o bicarbonato e o H+ Para a direita. Além disso, uma terceira reação, a remoção de CO2 e H2 do sistema, também puxa a reação ainda mais para a direita. Esses tipos de reações são contribuintes importantes para manter o H+ homeostase do nosso sangue.


6.2: A Equação Química - Escrita e Balanceamento

Uma reação química expressa uma mudança química. Por exemplo, uma propriedade química do hidrogênio é que ele reagirá com o oxigênio para formar água. Podemos escrever isso da seguinte forma:

Podemos representar essa mudança química de forma mais sucinta como:

onde o sinal + significa que as duas substâncias interagem quimicamente uma com a outra e o símbolo & rarr indica que uma reação química ocorre. Mas as substâncias também podem ser representadas por fórmulas químicas. Lembrando que o hidrogênio e o oxigênio existem como moléculas diatômicas, podemos reescrever nossa mudança química como:

Este é um exemplo de uma equação química, que é uma forma concisa de representar um reação química. As substâncias iniciais são chamadas reagentes e as substâncias finais são chamadas produtos.

Infelizmente, também é um incompleto equação química. A lei da conservação da matéria diz que a matéria não pode ser criada ou destruída. Nas equações químicas, o número de átomos de cada elemento nos reagentes deve ser igual ao número de átomos de cada elemento nos produtos. Se contarmos o número de átomos de hidrogênio nos reagentes e produtos, encontraremos dois átomos de hidrogênio. Mas se contarmos o número de átomos de oxigênio nos reagentes e produtos, descobriremos que há dois átomos de oxigênio nos reagentes, mas apenas um átomo de oxigênio nos produtos.

O que podemos fazer? Podemos mudar os subscritos na fórmula da água para que ela tenha dois átomos de oxigênio? Não & mdashyou não pode mudar as fórmulas de substâncias individuais, porque a fórmula química de uma determinada substância é característica dessa substância. O que você posso fazer, no entanto, é alterar o número de moléculas que reagem ou são produzidas. Fazemos isso um elemento por vez, indo de um lado ao outro da reação, mudando o número de moléculas de uma substância até que todos os elementos tenham o mesmo número de átomos em cada lado.

Para acomodar os dois átomos de oxigênio como reagentes, vamos supor que temos duas moléculas de água como produtos:

O 2 na frente da fórmula da água é chamado de coeficiente. Agora, há o mesmo número de átomos de oxigênio nos reagentes e no produto. Mas, para satisfazer a necessidade do mesmo número de átomos de oxigênio em ambos os lados da reação, também alteramos o número de átomos de hidrogênio no lado do produto, de forma que o número de átomos de hidrogênio não seja mais igual. Não tem problema, simplesmente volte para o lado do reagente da equação e adicione um coeficiente na frente do H 2 . O coeficiente que funciona é 2:

Existem agora quatro átomos de hidrogênio nos reagentes e também quatro átomos de hidrogênio no produto. Existem dois átomos de oxigênio nos reagentes e dois átomos de oxigênio no produto. A lei da conservação da matéria foi satisfeita. Quando os reagentes e produtos de uma equação química têm o mesmo número de átomos de todos os elementos presentes, dizemos que uma equação é equilibrado. Todas as equações químicas adequadas são balanceadas. Se uma substância não tiver um coeficiente escrito antes dela, presume-se que seja 1. Além disso, a convenção é usar todos os números inteiros ao equilibrar equações químicas. Isso às vezes nos faz trabalhar um pouco mais "para trás e para a frente" ao equilibrar uma equação química.

Escreva e equilibre a equação química para cada reação química dada.

  1. Hidrogênio e cloro reagem para formar ( ce)
  2. Etano, ( ce), reage com o oxigênio para formar dióxido de carbono e água.

    Comecemos simplesmente escrevendo uma equação química em termos das fórmulas das substâncias, lembrando que tanto o hidrogênio elementar quanto o cloro são diatômicos: [ ce

    nonumber nonumber ]

Existem dois átomos de hidrogênio e dois átomos de cloro nos reagentes e um de cada átomo no produto. Podemos corrigir isso incluindo o coeficiente 2 no lado do produto:

[ ce

nonumber nonumber ] Agora, há dois átomos de hidrogênio e dois átomos de cloro em ambos os lados da equação química, então está equilibrado. Temos dois átomos de carbono à esquerda, então precisamos de duas moléculas de dióxido de carbono no lado do produto, de modo que cada lado tenha dois átomos de carbono. Esse elemento está equilibrado. Temos seis átomos de hidrogênio nos reagentes, então precisamos de seis átomos de hidrogênio nos produtos. Podemos conseguir isso tendo três moléculas de água: Agora temos sete átomos de oxigênio nos produtos (quatro do CO 2 e três do H 2 O). Isso significa que precisamos de sete átomos de oxigênio nos reagentes. No entanto, como o oxigênio é uma molécula diatômica, só podemos obter um número par de átomos de oxigênio por vez. Podemos conseguir isso multiplicando os outros coeficientes por 2: Multiplicando tudo o mais por 2, não desequilibramos os outros elementos e agora obtemos um número par de átomos de oxigênio no produto & mdash14. Podemos obter 14 átomos de oxigênio no lado do reagente, tendo 7 moléculas de oxigênio: Para verificar, reconte tudo para determinar se cada lado tem o mesmo número de átomos de cada elemento. Esta equação química agora está equilibrada. Escreva e equilibre a equação química que representa o nitrogênio e o hidrogênio reagindo para produzir amônia, NH 3 . 6.2: A Equação Química - Escrita e Balanceamento

Uma reação química expressa uma mudança química. Por exemplo, uma propriedade química do hidrogênio é que ele reagirá com o oxigênio para formar água. Podemos escrever isso da seguinte maneira:

Podemos representar essa mudança química de forma mais sucinta como:

onde o sinal + significa que as duas substâncias interagem quimicamente uma com a outra e o símbolo & rarr indica que uma reação química ocorre. Mas as substâncias também podem ser representadas por fórmulas químicas. Lembrando que o hidrogênio e o oxigênio existem como moléculas diatômicas, podemos reescrever nossa mudança química como:

Este é um exemplo de uma equação química, que é uma forma concisa de representar um reação química. As substâncias iniciais são chamadas reagentes e as substâncias finais são chamadas produtos.

Infelizmente, também é um incompleto equação química. A lei da conservação da matéria diz que a matéria não pode ser criada ou destruída. Nas equações químicas, o número de átomos de cada elemento nos reagentes deve ser igual ao número de átomos de cada elemento nos produtos. Se contarmos o número de átomos de hidrogênio nos reagentes e produtos, encontraremos dois átomos de hidrogênio. Mas se contarmos o número de átomos de oxigênio nos reagentes e produtos, descobriremos que existem dois átomos de oxigênio nos reagentes, mas apenas um átomo de oxigênio nos produtos.

O que podemos fazer? Podemos mudar os subscritos na fórmula da água para que ela tenha dois átomos de oxigênio? Não & mdashyou não pode mudar as fórmulas de substâncias individuais, porque a fórmula química de uma determinada substância é característica dessa substância. O que você posso fazer, no entanto, é alterar o número de moléculas que reagem ou são produzidas. Fazemos isso um elemento por vez, indo de um lado ao outro da reação, mudando o número de moléculas de uma substância até que todos os elementos tenham o mesmo número de átomos em cada lado.

Para acomodar os dois átomos de oxigênio como reagentes, vamos supor que temos duas moléculas de água como produtos:

O 2 na frente da fórmula da água é chamado de coeficiente. Agora, há o mesmo número de átomos de oxigênio nos reagentes e no produto. Mas, para satisfazer a necessidade do mesmo número de átomos de oxigênio em ambos os lados da reação, também alteramos o número de átomos de hidrogênio no lado do produto, de forma que o número de átomos de hidrogênio não seja mais igual. Não tem problema, simplesmente volte para o lado do reagente da equação e adicione um coeficiente na frente do H 2 . O coeficiente que funciona é 2:

Existem agora quatro átomos de hidrogênio nos reagentes e também quatro átomos de hidrogênio no produto. Existem dois átomos de oxigênio nos reagentes e dois átomos de oxigênio no produto. A lei da conservação da matéria foi satisfeita. Quando os reagentes e produtos de uma equação química têm o mesmo número de átomos de todos os elementos presentes, dizemos que uma equação é equilibrado. Todas as equações químicas adequadas são balanceadas. Se uma substância não tiver um coeficiente escrito antes dela, presume-se que seja 1. Além disso, a convenção é usar todos os números inteiros ao equilibrar equações químicas. Isso às vezes nos faz trabalhar um pouco mais "para trás e para a frente" ao equilibrar uma equação química.

Escreva e equilibre a equação química para cada reação química dada.

  1. Hidrogênio e cloro reagem para formar ( ce)
  2. Etano, ( ce), reage com o oxigênio para formar dióxido de carbono e água.

    Comecemos simplesmente escrevendo uma equação química em termos das fórmulas das substâncias, lembrando que tanto o hidrogênio elementar quanto o cloro são diatômicos: [ ce

    nonumber nonumber ]

Existem dois átomos de hidrogênio e dois átomos de cloro nos reagentes e um de cada átomo no produto. Podemos corrigir isso incluindo o coeficiente 2 no lado do produto:

[ ce

nonumber nonumber ] Agora, há dois átomos de hidrogênio e dois átomos de cloro em ambos os lados da equação química, então está equilibrado. Temos dois átomos de carbono à esquerda, então precisamos de duas moléculas de dióxido de carbono no lado do produto, de modo que cada lado tenha dois átomos de carbono. Esse elemento está equilibrado. Temos seis átomos de hidrogênio nos reagentes, então precisamos de seis átomos de hidrogênio nos produtos. Podemos conseguir isso tendo três moléculas de água: Agora temos sete átomos de oxigênio nos produtos (quatro do CO 2 e três do H 2 O). Isso significa que precisamos de sete átomos de oxigênio nos reagentes. No entanto, como o oxigênio é uma molécula diatômica, só podemos obter um número par de átomos de oxigênio por vez. Podemos conseguir isso multiplicando os outros coeficientes por 2: Multiplicando tudo o mais por 2, não desequilibramos os outros elementos e agora obtemos um número par de átomos de oxigênio no produto & mdash14. Podemos obter 14 átomos de oxigênio no lado do reagente, tendo 7 moléculas de oxigênio: Como uma verificação, reconte tudo para determinar se cada lado tem o mesmo número de átomos de cada elemento. Esta equação química agora está equilibrada. Escreva e equilibre a equação química que representa nitrogênio e hidrogênio reagindo para produzir amônia, NH 3 . Bioquímica

6.1 Átomos Os átomos são os blocos de matéria. Eles são extremamente minúsculos e compostos de partículas ainda menores chamadas nuetrons, prótons e elétrons. Que criam níveis de energia. Um elemento é uma substância pura que não pode ser decomposta em outras substâncias por meios físicos ou químicos. Os elementos são compostos apenas de um átomo! Cada elemento tem seu próprio nome e símbolo exclusivo. Um composto é uma subsância pura formada quando dois ou mais elementos diferentes se combinam. Cada composto possui uma fórmula química composta pelos símbolos químicos da tabela periódica.

6.2 Reação Química Uma reação química é o processo pelo qual átomos ou grupos de átomos, substâncias são reorganizadas em substâncias diferentes. A forma como as reações químicas são formadas é por ligações químicas que são quebradas e formam reações químicas. Mais importante ainda, você precisa saber que as substâncias podem sofrer alterações que não envolvem reações químicas. Os cientistas escrevem reações químicas expressando cada componente da reação em uma equação química. Uma equação química inclui reagentes e produtos. Um reagente é a parte inicial da equação.

6.3 Soluções de água As moléculas de água são formadas por ligações covalentes que se unem em dois hidrogênio e um oxigênio. A água é polar e forma ligações de hidrogênio. A água líquida torna-se mais densa à medida que esfria a 4 graus Celsius. Uma solução é outro nome para uma mistura homogênea. Uma solução inclui um solvente e um soluto. Um solvente é quando uma substância na qual outra substância é dissolvida. Um soluto é uma substância que é dissolvida no solvente. Uma mistura de sal e água é um exemplo de solução.

Glogy por: Noemy Galvanglogy por samantha oseguera

6.4 Blocos de construçãoO elemento Carbono é o componente de todas as moléculas biológicas. O carbono tem quatro elétrons no nível de energia mais externo. Ele também tem apenas dois níveis de energia. Eles podem ser unidos para formar moléculas de carbono. A maioria das células armazena minúsculos compostos de carbono que servem como blocos de construção para moléculas regularmente grandes. Que criam polímeros que são moléculas a partir de unidades repetidas de compostos idênticos. Os compostos são compostos de carbono, hidrogênio e oxigênio na proporção.


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6.2: Reações Químicas - Biologia

Agora que você entende as reações químicas, é hora de começar a classificá-las em grupos menores. Você pode se perguntar por que isso é algo importante e, francamente, não é uma pergunta ruim.

Veja, os seis tipos de reação são apenas uma das muitas maneiras diferentes de categorizar as reações químicas. Por exemplo, seu professor pode lhe ensinar coisas como & # 8220redox reação & # 8221 e & # 8220 reação nuclear & # 8221 como tipos de reação, ou pode simplesmente renomear algumas das que eu listei abaixo. Isso não é algo com que você deva se preocupar, porque realmente não importa.

A verdadeira razão pela qual aprendemos sobre os tipos de reação é que ela nos permite descobrir o que acontecerá em uma reação química. Quer você se refira a uma reação de síntese como sendo & # 8220síntese & # 8221 ou & # 8220redox & # 8221, o principal é que você & # 8217pode usar este rótulo para fazer coisas importantes. Como você provavelmente já percebeu, isso realmente não importa o que você nomeia algo, desde que esse esquema de nomenclatura forneça informações úteis.

Um exemplo: Quer você a chame de & # 8220Kiki & # 8221 pelo nome de sua personagem & # 8217s em & # 8220Fresh Beat Band & # 8221 ou seu nome real de Yvette Gozalez-Nacer, ela ainda é muito gostosa.

Neste tutorial, você aprenderá sobre o que geralmente são considerados os seis tipos de reação química. Embora não seja particularmente interessante, isso virá em muito útil quando você começa a aprender sobre como prever produtos de reação.

Tipo de reação 1: reação de combustão

Uma reação de combustão ocorre quando o material queima. OK & # 8230 Presumo que você já sabia disso, então eu & # 8217 vou apenas dar-lhe a definição química:

As reações de combustão ocorrem quando um composto contendo carbono e hidrogênio reage com o oxigênio para formar vapor de água, dióxido de carbono e calor.

Isso parece irritante, eu sei, mas realmente não é. Considere a forma geral de uma reação de combustão:

Basicamente, se qualquer coisa contendo C e H reage com o gás oxigênio, você acaba com dióxido de carbono e vapor d'água. E muito calor.

A British Petroleum (BP) teve a gentileza de derramar uma grande quantidade de petróleo no oceano em 2010, parte do qual foi queimado. Obrigado BP!

Um exemplo de combustão ocorre quando o ciclohexano (que está presente no petróleo bruto) é queimado:

Esses pássaros gostam tanto de estar cobertos de óleo cru que muitos morrem de pura alegria. Obrigado BP!

Reação tipo 2: reação de síntese

Uma reação de síntese é uma reação em que compostos simples são combinados para formar um mais complexo. Um análogo que você pode ver na vida cotidiana se, ao fazer um sanduíche de peru & # 8211, você começar com duas fatias de pão e uma fatia de peru e terminar com um sanduíche. A forma geral para uma reação de síntese reflete isso:

Um exemplo específico desse tipo de reação ocorre quando sódio e cloro gasoso se combinam para formar cloreto de sódio:

Para as reações que você encontrará, é provável que os reagentes sejam bastante simples e os produtos sejam fáceis de prever. Lembre-se, entretanto, de que o mundo real não funciona dessa maneira.

Tipo de reação 3: reação de decomposição

Uma reação de decomposição é aquela em que uma molécula se divide em outras mais simples. Por exemplo, eu diria que Johannes Sebastian Bach está em pedaços muito mais simples agora do que quando foi enterrado em 1750.

Eu sei que você estava esperando que eu contasse aquela velha piada. Não. Não vou fazer isso. Em vez disso, vou apenas tirar sarro de seu cabelo de ovelha.

No mundo químico, a forma geral de uma reação de decomposição é esta:

E um exemplo disso ocorre quando o peróxido de hidrogênio se separa para formar gás oxigênio e água:

Reação Tipo 4: Reação de deslocamento único

Também conhecido como uma & # 8220 reação de substituição única & # 8221, este tipo de reação ocorre quando um elemento puro troca de lugar com um elemento em um composto químico. Essencialmente, dois átomos trocam de lugar, onde um dos átomos não está preso a mais nada. A forma geral dessa reação é:

Nesse caso, os elementos A e B trocaram de lugar. Este tipo de reação também é um tipo muito comum de reação redox, que você aprenderá quando fizer mais química.

Muitos metais ferverão quando você os colocar em um ácido forte. Por exemplo, se você colocar magnésio em ácido clorídrico, obterá a seguinte reação de deslocamento único:

Como o hidrogênio é um gás, bolhas podem ser vistas durante essa reação.

Tudo isso torna a & # 8220hot tub night & # 8221 mais aventureira do que o normal.

Reação tipo 5: reação de duplo deslocamento

Também chamada de reação dupla de & # 8220replacement & # 8221, esse tipo de reação ocorre quando os cátions de dois compostos químicos trocam de lugar. A forma geral desta reação é:

No qual você pode ver que A e C trocaram de lugar. Se você estava, por algum motivo, interessado em adicionar ácido clorídrico ao nitrato de prata, você & # 8217d ver a seguinte reação de deslocamento duplo:

O cloreto de prata eventualmente se degradará na luz para formar o metal prata e o gás cloreto, então se você estiver disposto a esperar, você eventualmente será capaz de ter uma quantidade muito pequena de prata impura e uma quantidade muito pequena de gás incrivelmente tóxico para brincar com. O que, agora que mencionei, parece uma ideia muito ruim.

Reação tipo 6: reação ácido-base

Se você combinar um ácido com uma base, obterá água e outra coisa. Bem, isso não é inteiramente verdade, dependendo da sua definição de ácido e base, mas para a maioria dos propósitos práticos, podemos supor que funcione muito bem. Em qualquer caso, as reações ácido-base são praticamente a mesma coisa que as reações de duplo deslocamento, exceto que a água é uma das coisas que os & # 8217s fizeram:

Como você pode ver, o H e o B trocaram de lugar, que é de onde veio a água. Além disso, é a mesma coisa que uma reação de duplo deslocamento.

Um exemplo de uma reação ácido-base ocorre quando o ácido nítrico é neutralizado com hidróxido de sódio:

A propósito, eu recomendaria que, se você fizer essa reação em particular, seja muito cuidadoso, pois tanto o ácido nítrico quanto o hidróxido de sódio são muito cáusticos.

Conforme mostrado aqui, o ácido nítrico é particularmente perigoso se sua foto for tirada para fazer fotos.

Como saber qual tipo de reação você obteve:

Se você não tem certeza de que tipo de reação está lidando, pergunte-se o seguinte em ordem. Quando você diz & # 8220 sim & # 8221 para qualquer uma das perguntas, você & # 8217 está pronto e esse & # 8217 é o tipo de reação que você teve. (Se você responder às perguntas fora de ordem, provavelmente errará, e é por isso que coloquei em ordem em itálico).

  1. A equação contém O₂, CO₂, e H₂O? Sim = combustão rxn.
  2. As coisas simples tornam algo mais complexo? Sim = síntese rxn.
  3. Algo complexo se desfaz? Sim = decomposição rxn.
  4. Existem elementos puros e não ligados? Sim = deslocamento único.
  5. A água é um produto dessa reação? Sim = ácido-base. Não = deslocamento duplo.

Um exemplo de como usar isso: Determine o tipo de reação aqui: H₂O → 2 H₂ + O₂


Charles Sharwood

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Limestone

Almost all limestone forms in the oceans, and most of that forms on the shallow continental shelves, especially in tropical regions with coral reefs. Reefs are highly productive ecosystems populated by a wide range of organisms, many of which use calcium and bicarbonate ions in seawater to make carbonate minerals (especially calcite) for their shells and other structures. These include corals, of course, but also green and red algae, urchins, sponges, molluscs, and crustaceans. Especially after they die, but even while they are still alive, these organisms are eroded by waves and currents to produce carbonate fragments that accumulate in the surrounding region, as illustrated in Figure 6.9.

Figure 6.9 Various corals and green algae on a reef at Ambergris, Belize. The light-coloured sand consists of carbonate fragments eroded from the reef organisms.

Figure 6.10 shows a cross-section through a typical reef in a tropical environment (normally between 40° N and 40° S). Reefs tend to form near the edges of steep drop-offs because the reef organisms thrive on nutrient-rich upwelling currents. As the reef builds up, it is eroded by waves and currents to produce carbonate sediments that are transported into the steep offshore fore-reef area and the shallower inshore back-reef área. These sediments are dominated by reef-type carbonate fragments of all sizes, including mud. In many such areas, carbonate-rich sediments also accumulate in quiet lagoons, where mud and mollusc-shell fragments predominate (Figure 6.11a) or in offshore areas with strong currents, where either foraminifera tests accumulate (Figure 6.11b) or calcite crystallizes inorganically to form ooids – spheres of calcite that form in shallow tropical ocean water with strong currents (Figure 6.11c).

Figure 6.10 Schematic cross-section through a typical tropical reef. Figure 6.11 Carbonate rocks and sediments: (a) mollusc-rich limestone formed in a lagoon area at Ambergris, Belize, (b) foraminifera-rich sediment from a submerged carbonate sandbar near to Ambergris, Belize (c) ooids from a beach at Joulters Cay, Bahamas.

Limestone also accumulates in deeper water, from the steady rain of the carbonate shells of tiny organisms that lived near the ocean surface. The lower limit for limestone accumulation is around 4,000 m. Beneath that depth, calcite is soluble so limestone does not accumulate.

Calcite can also form on land in a number of environments. Tufa forms at springs (Figure 6.12) and travertine (which is less porous) forms at hot springs. Similar material precipitates within limestone caves to form stalactites, stalagmites, and a wide range of other speleothems.

Dolomite (CaMg(CO3)2) is another carbonate mineral, but dolomite is also the name for a rock composed of the mineral dolomite (although some geologists use the term dolostone to avoid confusion). Dolomite rock is quite common (there’s a whole Italian mountain range named after it), which is surprising since marine organisms don’t make dolomite. All of the dolomite found in ancient rocks has been formed through magnesium replacing some of the calcium in the calcite in carbonate muds and sands. Este processo é conhecido como dolomitization, and it is thought to take place where magnesium-rich water percolates through the sediments in carbonate tidal flat environments.


Conditions for Equilibrium

It may be tempting to think that once equilibrium has been reached, the reaction stops. Chemical equilibrium is a dynamic process. The forward and reverse reactions continue to occur even after equilibrium has been reached. However, because the rates of the reactions are the same, there is no change in the relative concentrations of reactants and products for a reaction that is at equilibrium. The conditions and properties of a system at equilibrium are summarized below.

  1. The system must be closed, meaning no substances can enter or leave the system.
  2. Equilibrium is a dynamic process. Even though we don't necessarily see the reactions, both the forward and reverse reactions are taking place.
  3. The rates of the forward and reverse reactions must be equal.
  4. The amount of reactants and products do not have to be equal. However, after equilibrium is attained, the amounts of reactants and products will be constant.

The description of equilibrium in this concept refers primarily to equilibrium between reactants and products in a chemical reaction. Other types of equilibrium include phase equilibrium and solution equilibrium. UMA phase equilibrium occurs when a substance is in equilibrium between two states. For example, a stoppered flask of water attains equilibrium when the rate of evaporation is equal to the rate of condensation. UMA solution equilibrium occurs when a solid substance is in a saturated solution. At this point, the rate of dissolution is equal to the rate of recrystallization. Although these are all different types of transformations, most of the rules regarding equilibrium apply to any situation in which a process occurs reversibly.


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