Равновесная термодинамика морской воды
Натрий (Na*) Магний (Mg'*) Кальций (Са2+) Калий (К*) Стронций (SO. Борная кислота (Н3 ВОэ) Гидрокарбонатные (НС03'). Название солей. Количество, кг. Таблица 3.2. Таблица 3.1. Название. Название. Катионы. _ -1 г кг. Анионы. Н2ВОз. Г-кг'1. КВт. SrS04. MgS04. MgCi2. K2s04. CaS04. CaC03. NaCl. 7638. 7007. 4080. 3875. 3534. 2970. 1427. 0659. 0265. 0136. 0013. 816. 812. 752. 283. 122. 101. 028. 028… Читать ещё >
Равновесная термодинамика морской воды (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Морская вода представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из молекул воды, различных солей, растворенных газов, органических веществ и других составляющих. В среднем в Мировом океане на молекулы воды приходится около 96,5% всей массы морской воды, на растворенные соли — приблизительно 3,5%. Количество других компонентов пренебрежимо мало. Несмотря на небольшой процент солей в морской воде, их влияние на некоторые ее свойства значительно.
Впервые солевой состав морской воды был определен датским химиком Форшхиммером в 60-х годах XIX в. Затем тщательные исследования солевого состава были осуществлены Дитмаром, проанализировавшим 77 проб морской воды, собранные в различных областях Мирового океана во время плавания «Челенджсра» в 1878- 1882 г. г. Позднее солевой состав исследовался такими учеными как Калкин, Кокс и др.
Исследования показали, что в морской воде растворены все элементы, встречающиеся на Земле. При этом отмечено, что 99,9% всех растворенных веществ составляют первые 20 элементов таблицы Менделеева, причем большинство солей растворены в морской воде в форме ионов (анионов и катионов) (табл. 3.1). Незначительная часть солей находится в морской воде в форме коллоидов и суспензий.
Таблица 3.1.
Ионный состав морской воды при содержании солей 35 г-кг'1
Катионы. | Анионы. | ||
Название. | г-кг'1 | Название. | _ -1 Г КГ. |
Натрий (Na*) Магний (Mg'*) Кальций (Са2+) Калий (К*) Стронций (SO. |
| Хлоридные (СГ) Сульфатные (S042') Бромидные (Вг) Фторидкые (F). Борная кислота (Н3 ВОэ) Гидрокарбонатные (НС03'). |
|
В количественном отношении катионов несколько больше анионов, что обуславливает слабую щелочную реакцию морской воды (рН=8,104−8,20). Если из указанных в табл.3.1 ионов образовать соли, то состав морской воды в форме солей будет следующим (табл.3.2).
Таблица 3.2.
Основные компоненты морской воды в форме солей (на м3 морской воды с содержанием солей 35 г кг1 и температурой 20°С).
Название солей. | Количество, кг. |
NaCl. | 28,014. |
MgCi2 | 3,812. |
MgS04 | 1,752. |
CaS04 | 1,283. |
K2S04 | 0,816. |
CaC03 | 0,122. |
КВт. | 0,101. |
SrS04 | 0,028. |
Н2ВОз. | 0,028. |
Замечательной особенностью солевого состава морской воды открытых частей океанов является то, что относительная доля растворенных компонентов в ней приблизительно постоянна. Практически во всем Мировом океане отношения Na/Cl, К/Cl, SO4/CI и Вг/С1 являются константами. Небольшие отклонения могут встречаться в отношениях Mg/Cl, Sr/Cl, HCO3/CI, F/C1, а для глубинных вод и в отношении Са/С1. Отмстим, что в замкнутых (Каспийское море) и полузамкнутых водоемах (Балтийское море), в устьевых зонах рек, а также при замерзании морской воды локальная изменчивость этих отношений может быть значительной. Учитывая, что на эти районы приходится лишь небольшая площадь Мирового океана, мы в предлагаемом пособии будем рассматривать только морскую воду открытых частей океанов.
Постоянство отношений основных компонентов солевого состава позволяет определить общую соленость и состав морской воды, измерив лишь один из компонентов растворенных веществ, например, С1.
Таким образом, учитывая постоянство солевого состава и то, что соли растворены в морской воде в форме ионов в небольшом количестве, морскую воду можно представить как двухкомпонентную (бинарную) систему, растворитель — вода и одно растворенное вещество (компонент) — морская соль [Eckart, 1958; Fofonoff, 1962].