химията на морската вода
Три са основните свойства, които определят спецификата на химичните процеси на морската вода:
1) висока йонна сила на морската вода, свързана със солеността (концентрация на сол);
3) Закон на Дитмар, според който количествените съотношения между основните компоненти на основния солев състав са винаги постоянни.
Соленост на водата.
Солеността се определя като теглото в грамове на неорганичните йони в 1 kg вода. Измерва се чрез проводимостта на електрически ток (електропроводимост). Водите на открития океан имат соленост около 32–37 g/l. Плътността на повърхностната солена вода е 1,028 g/cm3 при 0 ° C. Плътността е по-висока на дълбочина. Например на дълбочина 5 km плътността е 1,05 g/cm3, т.е. не много повече, отколкото на повърхността, въпреки че налягането достига 500 atm. Морската вода, съдържаща 3,5% соли, няма температурна максимална плътност, което е една от важните й разлики от сладката вода. Колкото по-студена е морската вода, толкова по-тежка е до температура от -2°C, когато в нея се появяват ледени кристали. Солеността на морските води е различна: Балтийско море - 5 g/l, Черно море - 18 g/l, Червено море - 41 g/l, Мъртво море - 260–310 g/l.
Солеността и йонният състав на морската вода са останали приблизително постоянни през последните 900 милиона години. Тези данни са получени при изследването на древни морски отлагания - евапорити. Евапоритите са соли, които са изпаднали в резултат на изпарението на водата в басейни, откъснати от открития океан.
Йонна сила.
Концентрацията на солеви йони може да се изрази като йонна сила
където I е йонната сила; c i е концентрацията на йони, mol/l; z i е зарядът на йона. Единицата за йонна сила е mol/L. Морската вода има много висока йонна сила от 0,7 mol/L.Речните води са с три порядъка след десетичната запетая по-малко, т.е. 0,5 10 -3 mol/l.
Дейност.
Свойствата на морската вода като концентрирана система се различават значително от свойствата на идеалните разтвори. Следователно във физикохимията на морските води е необходимо да се вземе предвид намаляването на реактивността на йоните чрез въвеждане на т.нар. В теорията на разтворите се разглежда термодинамичната активност. На практика се използва по-прост подход. Ефективната концентрация на йони се изчислява с помощта на фактора на активност. Активната концентрация е равна на произведението на концентрацията, изразена в mol / l, и коефициента на активност. Морската вода е твърде сложна система за измерване на коефициентите на активност на всички йони. За някои обаче те са известни. Например за Са коефициентът на активност е 0,26, за карбонатния йон е 0,20.
Състав на йони в морска вода и закон на Дитмар
Под съдържанието на хлор във водата се приема броят хлорни йони в грам, еквивалентен на сумата от халогенни йони, съдържащи се в 1 kg вода, утаени от сребърен нитрат. Като единица за измерване на съдържанието на хлор е обичайно да се използва специална единица - ppm (хиляда). Концентрацията, изразена в ppm, е равна на броя грамове от веществото в 1 kg разтвор. За да се изрази концентрацията (mol/l), стойността на концентрацията (ppm) трябва да се раздели на моларната маса на компонента и да се умножи по плътността на водата. Например, концентрацията на натриеви катиони е 10,6 единици. ppm, в превод е равно на 0,47 mol / l.