La
radiación solar promueve un gran número de reacciones y transformaciones
químicas en las aguas superficiales del planeta. En el caso del hierro (Fe), la
radiación provoca la reducción fotoquímica del Fe(III) a Fe(II) por reacciones
de directas de transferencia de ligando-metal o por la acción de radicales
libres a través de la oxidación de la materia orgánica. Estos radicales,
especies reactivas de oxígeno (ROS de sus siglas en inglés, pueden oxidar o
reducir Fe.
En
sentido es importante conocer el tipo de luz que penetra en las aguas naturales
y su capacidad de llegar a diferentes profundidades. Lueder et
al. (2020) han publicado recientemente un trabajo sobre la
fotoquímica del Fe en aguas naturales, aunque los procesos involucrados han
sido estudiados a lo largo de los años.
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| Figura. Diagrama de transmisión de la luz en aire, agua y sedimentos (Lueder et al., 2020) |
En aguas naturales, la fotooxidación de la materia orgánica provoca la aparición de ROS como O2, O2-, OH., H2O2. Así, desde el punto de vista inorgánico la química redox del Fe se define por las siguientes ecuaciones (González-Dávila et al., 2005; González et al., 2016; Pérez-Almeida et al., 2016; Santana-Casiano et al., 2005):
Si,
además, atendemos a que la especiación del Fe en el océano está dominada por la
fracción orgánica (FeL) en un 99% (Rue and Bruland, 1995), pues la química
redox del Fe debe tener en cuenta (Santana-Casiano et al., 2010; 2014):
De
forma esquemática, Lueder et al. (2020) ilustran la reacción de reducción de
Fe(III) y su interacción con microorganismos y las principales diferencias con
la reacciones en sedimentos marinos.
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| Figura:
ilustración sobre la fotoreducción de Fe(III) en agua y sedimentos. |
References:
González, A. G., Pérez-Almeida, N.,
Santana-Casiano, J. M., Millero, F. J., & González-Dávila, M. (2016). Redox interactions of Fe and Cu in seawater. Marine
Chemistry, 179, 12-22.
González-Davila, M., Santana-Casiano, J. M.,
& Millero, F. J. (2005). Oxidation of iron (II)
nanomolar with H2O2 in seawater. Geochimica et Cosmochimica Acta, 69(1),
83-93.
Lueder, U., Jorgensen, B. B., Kappler, A., & Schmidt, C. (2020).
Photochemistry of iron in aquatic environments. Environmental Science:
Processes & Impacts.
Pérez-Almeida, N., González-Dávila, M.,
Santana-Casiano, J. M., González, A. G., & Suárez de Tangil, M. (2013). Oxidation of Cu (I) in seawater at low oxygen concentrations. Environmental
science & technology, 47(3), 1239-1247.
Rue, E. L., & Bruland, K. W. (1995). Complexation of iron (III) by
natural organic ligands in the Central North Pacific as determined by a new
competitive ligand equilibration/adsorptive cathodic stripping voltammetric
method. Marine chemistry, 50(1-4), 117-138.
Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M.,
& Millero, F. J. (2005). Oxidation of nanomolar
levels of Fe (II) with oxygen in natural waters. Environmental
science & technology, 39(7), 2073-2079.
Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M.,
González, A. G., Rico, M., López, A., & Martel, A. (2014). Characterization of phenolic exudates from
Phaeodactylum tricornutum and their effects on the chemistry of Fe (II)–Fe
(III). Marine chemistry, 158, 10-16.
Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M.,
Rodrıguez, M. J., & Millero, F. J. (2000). The effect of organic compounds in the oxidation kinetics of Fe
(II). Marine Chemistry, 70(1-3), 211-222.