Внешние оболочки Земли

Педагогика как наука » Особенности формирования научного мировоззрения учащихся при изучении эволюции Земли в рамках дисциплин естественно-научного цикла » Внешние оболочки Земли

Страница 3

Экспериментально установлено, что протон в воде может быть только гидратированным. Гидратация не исчерпывается реакцией H+ + H2O = H3O+. Последовательно может присоединиться несколько молекул воды:

Исходя из постоянства произведения ионов H+ и OH-, образующихся при диссоциации H2O = H+ + OH-, важнейшим критерием поддержания жизнеспособности условий в воде и почве является узкий интервал изменений водородного показателя (pH) в пределах 6-9. В природной воде прежде всего растворяются газы атмосферы: O2, N2 (рис.2) и CO2.

Рис.3 Растворимость

Хотя растворимость кислорода в два раза больше растворимости азота, но из-за большего парциального давления (78%) в природной (дождевой) воде азота растворено в два раза больше, чем кислорода. Минерализация воды приводит к уменьшению растворимости воздуха. Так, при 0 °С растворимость кислорода (чистого) составляет 49 мл/л, а морской воде только 15 мл/л. Необходимое для окисления растворимых в воде веществ количество кислорода называется биохимической потребностью в кислороде (БПК).

Так, чистая вода, вытекающая из-под ледников, имеет БПК < 1 млн-1, пригодная для питья - < 5 млн-1, а канализационная - 100-500 млн-1.

Большую проблему создают попадающие в водоемы нитраты и фосфаты, поскольку они при неумелом использовании вызывают заболевание малопроточных водоемов и прудов.

Растворение CO2 в воде сопровождается химическим взаимодействием с установлением равновесия:

K1 = 4,5 · 10-7, K2 = 5,6 · 10-11.

Обычные методы измерения констант диссоциации не позволяют отличить растворенный CO2 от H2CO3 в растворе. Так как равновесие устанавливается быстро, то за контанту равновесия этой реакции Kравн = [H2CO3] / [CO2] ∙ [H2O] обычно принимают первую константу диссоциации угольной кислоты (K1 = 4,5 · 10-7). Вместе с тем найдено, что H2CO3/CO2 = 0,0037; это означает, что только 0,37% растворенного CO2 находится в виде H2CO3. Если бы весь растворенный CO2 находился в виде H2CO3, то K1 = 1,8 · 10-4, что позволяет отнести H2CO3 к умеренно сильным кислотам. Практически из-за быстрого установления равновесия гидратации CO2 приходится пользоваться не действительной константой диссоциации K1 = 1,8 · 10-4, а кажущейся K1 = [H+] ∙ [H2CO3] / CO2 = 4,5 ∙ 10-7, относящейся к реакции CO2 ∙ H2O = H+ + HCO3-.

Другим источником поступления карбонат - и бикарбонат-ионов являются карбонаты:

Равновесие, устанавливающееся между H2CO3 и бикарбонат-ионом, определяет буферную емкость природных вод, что очень важно для поддержания постоянства в них pH.

PH почвенных вод может колебаться от 3 до 10. Однако кислотность почв, благоприятных для произрастания растений, мало отличаются от pH = 6. Морские организмы еще более чувствительны к pH среды обитания. Океаническая вода имеет pH = 8, а pH прибрежных вод ≈ 9. При pH < 7,5 многие морские организмы погибают. При pH < 7,0 морские организмы уже не в состоянии образовывать карбонатные скелеты.

С глубиной концентрация Ca2+ снижается, что способствует растворению CaCO3, составляющего основу раковин и скелетных тканей отмерших организмов.

Кроме Ca 2+и HCO3 - морская вода содержит катионы: Na+, K+, Mg2+, Fe3+,

Mn2+ и анионы Cl-, Br-, I-, SO4 2 - определяющие ее соленость (S). За величину солености принят вес сухого остатка после упаривания 1 кг морской воды и перевода карбонатов в оксиды, бромидов, иодидов в хлориды, а органические вещества сожжены при 480 °C. Соленость измеряется в г/кг или промилле (‰).

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8

Другие статьи:

Значение использования исторических сведений на уроках физики
Немаловажным аспектом преподавания физики является исторический. Исторические сведения позволяют учащимся проследить за развитием науки, совершением научных открытий. Процесс обучения любой дисциплине заключается не только в усвоении информации, которую в противном случае пришлось бы воспринимать на веру, но ...

Общая характеристика технического творчества
В системе творчества можно выделить определенный круг объектов психологического изучения. Это проблема сущности творческой деятельности, ее специфики и особенностей проявления; проблема творческого процесса, его структуры, особенностей протекания; проблема творческой личности, особенностей ее формирования, п ...

Внешние оболочки Земли

Главные разделы