Los compuestos orgánicos excretados por el fitoplancton, como los polifenoles, tienen un impacto en la química del hierro (Fe) en el medio marino. En esta última publicación, miembros del grupo QUIMA han estudiado el papel de ácido gentísico. Este trabajo ha sido publicado en la revista internacional y Q1, Marine Chemistry bajo el título: The role of gentisic acid on the Fe(III) redox chemistry in marine environments.
Este trabajo ha sido realizado por los investigadores M.L. Arreguin (estudiante de Máster Interuniversitario en Oceanografía), A.G. González, N. Pérez-Almeida, V. Arnone, M. González-Dávila y J. M. Santana-Casiano).
El ácido gentísico es un compuesto fenólico que es excretado por células de fitoplancton, como las especies Phaeodactylum tricornutum y Dunaliella tertiolecta, en condiciones naturales y también en exceso de Fe y Cu. Este compuesto orgánico, es capaz de complejar al Fe en agua de mar, por lo que afecta directamente a su especiación. Por otro lado, el ácido gentísico es capaz de reducir Fe(III) a Fe(II), haciendo que esta especie reducida permanezca más tiempo en disolución, o sea, aumenta el tiempo que es biodisponible para las especies del fitoplancton.
Esta interacción entre el ácido gentísico y el Fe es dependiente del pH, por lo que en un océano cambiante por las condiciones derivadas del cambio climático, como la acidificación del océano, se hace neceario seguir profundizando en la caracterización química de la interacción de compuestos orgánicos y metales esenciales como el Fe, con el objetivo de entender el impacto en los ciclos biogeoquímicos globales.
Phenolic compounds excreted by marine microalgae are part of the ligand pool in natural waters. The effect of the polyphenol gentisic acid (GA; 2,5 dihydroxybenzoic acid) on the Fe(III) reduction as a function of organic ligand concentration (100 nM – 1000 nM) and the pH (7.00–8.01) was investigated in seawater. Major seawater ions interactions with both GA and Fe(III) were also considered using 0.7 M NaCl +2 mM NaHCO3 solutions with each major ions (Mg2+, Ca2+, SO42−, K+, F−, Sr2+) at the same ratio than that in a 35 salinity seawater. The Fe(III)-GA complex in solution was able to produce Fe(II) in a pH-dependent process that was faster in seawater than in NaCl-NaHCO3 solution. The addition of each major ion affected the Fe(III) reduction process. At pH 7.5, the presence of Mg2+ and Ca2+ contributes to accelerate the reduction rate constant of Fe(III) to Fe(II). The K+, F−, Sr2+, and SO42− ions slow down the Fe(III) reduction rate constant. At pH 7.8, the effect of the ions is counteracted. Increasing the pH to 8, the effect on the solubility of Fe(III) is more important, being greater in NaCl and no reduction of Fe(III) was detected, compared with seawater.
In this study, the formation and dissociation of the Fe(III)-GA complex in seawater was studied, resulting in kf = 1.19(±0.18)•104 (M−1 s−1), kd = 1.86 (±0.53)•10−4 (s−1), and conditional complexation constant of logKFe3+LCond = 17.81 ± 0.05 in seawater.
Accordingly, phenolic compounds like GA influence the Fe marine biogeochemical cycles promoting the formation of the bioavailable Fe(II) in solution. Taking this into account, the Fe(III) reactions with phenolic compounds have to be considered to improve our understanding of the global iron cycle.