Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Хендерсон П. -> "Неорганическая геохимия" -> 107

Неорганическая геохимия - Хендерсон П.

Хендерсон П. Неорганическая геохимия: Пер. с англ.. Под редакцией В. А. Жарикова — М.: Мир, 1985. — 339 c.
Скачать (прямая ссылка): inorg_chem1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 134 >> Следующая

Субаэральная и субаквальная вулканическая деятельность вносит большой вклад в потоки взвешенного и газообразного вещества, но количественные масштабы этого процесса пока не известны. Взаимодействие воды океана с породами новообразованной океанической коры в срединных хребтах вызывает обменные реакции, существенные для баланса некоторых эле
11. Химическая океанография 279
ментов в океане. Сходным образом влияет и диагенез осадков. Потоки вещества из океана включают удаление в виде аэрозолей, образующихся на границе с атмосферой, и испарение, включающее помимо воды и некоторые другие элементы или соединения. Например, иодид-ион окисляется на поверхности океана и может выноситься в виде элементарного иода.
Как уже было отмечено, биомасса океанских вод играет большую роль в геохимическом поведении некоторых элементов. Обсуждение этой роли выходит за рамки данной работы.
Выветривание------Дожби, вулканическая
пороЗ и т.О. пыль и т. б<
РекиДпоЗземные
.BOSbl

Взаимодействие с атмосферой
Океан
Субазральные условия
-1-]
f Осадкообразование Взаимодействие морской Вулканические эманации, воды с породами горячие источники (включая диагенез)
Су6"аквальные условия
Рис. 11.1. Схематическое изображение привноса и выноса вещества
в океане.
Читатели, интересующиеся этими вопросами, могут обратиться к многотомной монографии «Chemical Oceanography*, изданной под редакцией Райли и Скирроу [323]. Эта глава посвящена неорганическим химическим реакциям, контролирующим химию морской воды. Вначале рассмотрим возможные неорганические формы нахождения растворенных компонентов.
11.2. Формы нахождения элементов в морской воде. Ионная сила / раствора электролита вычисляется по уравнению
/=-1-2т.гД (11.3)
где mi и zi — моляльность и заряд 't-го компонента. Морская вода имеет ионную силу около 0,7, что в семь раз больше, чем для речной воды. Относительно высокая ионная сила ведет к существенному взаимодействию между ионами в растворе. Важно знать степень этого взаимодействия и существующие формы молекул или ионов в растворе (т. е. частицы).
В работе Гаррелса и Томпсон [131] была сделана одна из самых первых попыток определить типы и количественные со-
280 Часть III
Таблица 11.4. Константы диссоциации (—1ц К) главных частиц при 25 °С
он- НСОз- СОз4- so,3- С1-
н+ 14,0 6,4 10,33 • 2 —
к+ — .— — 0,96 —-
Na+ -0,7 —0,25 1,27. 0,72
Са2+ 1,30 1,26 3,2 2,31 —
Mg2+ 2,58 1,16 3,4 2,36 —
Прочерк обозначает отсутствие заметной ассоциации.
отношения химических частиц на основе теоретической модели, использующей константы диссоциации и коэффициенты активности индивидуальных ионов главных компонентов. В то время Гаррелс и Томпсон были вынуждены принять величины некоторых коэффициентов активности предположительно, так как соответствующих данных не было. Хотя в пропорциях рассчитанных частиц могли быть некоторые неточности, которые можно исправить сейчас, когда соотношения активность/состав в морской воде известны лучше, тем не менее многие выводы Гаррел-
_ „ г „ са и Томпсон были подтвер-
Та блица 11.5. Вероятные главные
частицы в морской воде
К+ Ca2+ MgC03
KSCV CaHCCV MgS04
Na+ CaC03 HC03-
NaCCV CaSO„ ccv-
NaHC03 Mg2+ S042-
NaSOr MgHC03+
ждены последующими рабо тами. Эта пионерская работа, использующая подход, применявшийся позднее многими другими авторами, сильно продвинула вперед наши знания, касающиеся химии океанской воды.
Нео бходи м ые ко н ст а и ты диссоциации компонентов приведены в табл. 11.4. Анализ этой таблицы показывает, что можно ограничиться рассмотрением 18 важнейших частиц, присутствующих в морской воде, список которых приведен в табл. 11.5.
Чтобы определить пропорции этих частиц, необходимо использовать уравнения баланса масс вида (11.4) для всех элементов. Например, для калия
тк+-|-тК50Г = тКобщ. (Ц.4)
Далее, чтобы использовать константы диссоциации из табл. 11.4, нужно знать величины коэффициентов активности у. Например, для калия получим уравнение
QK+-aso42- тк+Тк+/"^о42~У5042~
^ог = д"_' = Г ¦ (11.5)
Из-за отсутствия данных по ряду частиц при ионной силе 0,7
11. Химическая океанография 281
необходимо принять некоторые допущения о величине у. Для незаряженных частиц было принято, что у.ра-рен 1,13 (как для Н2С03). Коэффициенты активности ЫаСЬ8~, М^Н'СОз* СаНС03+ и КЗ64" были приняты такими же, как для НС03~, т. е. 0,68. Коэффициенты активности остальных частиц были рассчитаны по соответствующим данным или экспериментам.
Коэффициенты активности и измеренные м'оляльности компонентов (т,-0бщ) подставляются в уравнения типа (11.4) и (11.5), но решение их стандартными методами невозможно, потому что они содержат слишком много неизвестных. На первом этапе решения было принято, что катионы существуют главным образом в виде диссоциированных частиц. Это приближение разумно ввиду больших констант диссоциации (табл. 11.4); оно понижает число неизвестных, что позволяет решить уравнения. Первые полученные таким способом приближенные результаты для ассоциированных анионов были затем использованы для повторного расчета, но уже без предположений о виде частиц для катионов. Дальнейшие итерации приводят к окончательным соотношениям, показанным в табл. 11.6. Можно видеть, что только небольшая часть катионов присутствует в виде ионных пар. Кальций и магний образуют больше ионных пар (особенно с БСи2"), чем Ыа+ и К+
Предыдущая << 1 .. 101 102 103 104 105 106 < 107 > 108 109 110 111 112 113 .. 134 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed