1. 海水中的气体
海水中的成分可以划分为五类:1.主要成分(大量、常量元素):指海水中浓度大于1×106mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+,K+,Ca2+,Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Cl,SO42,Br,HCO3(CO32),F五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。
由于这些成分在海水中的含量较大,各成分的浓度比例近似恒定,生物活动和总盐度变化对其影响都不大,所以称为保守元素。
海水中的Si含量有时也大于1mg/kg,但是由于其浓度受生物活动影响较大,性质不稳定,属于非保守元素,因此讨论主要成分时不包括Si。
2.溶于海水的气体成分,如氧、氮及惰性气体等。
3.营养元素(营养盐、生源要素):主要是与海洋植物生长有关的要素,通常是指N、P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些要素对生物有重要意义。
4.微量元素:在海水中含量很低,但又不属于营养元素者。
5.海水中的有机物质:如氨基酸、腐殖质、叶绿素等
2. 海水中最重要的两种气体
从化学的角度讲,海水是一种比较复杂的混合溶液,海水里有水、溶解于水中的多种气体和化学元素。其中,化学元素可以分为常量化学元素和微量化学元素。常量元素有:Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、Si、F等微量元素有:Li、N、P、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Rb、Cd、I、Cs、Ba、Hg、Pb、U等
3. 海水中的气体有哪些
海水中有可燃冰。
可燃冰是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中,其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,因此被国际公认为石油等的接替能源。
4. 海水的气体是怎么收集的
海水是一种化学成分复杂的混合溶液,包括水、溶解干水中的多种化学元素和气体。迄今已发现的化学元素达80多种,依其含量可分为三类:、常量元素、微量元素和痕量元素。有时,后两类也通称微量元素。
每升海水超过100毫克的元素.称为常量元素。最主要的常量元素有氧、钠、镁、硫、钙、钾、溴 、碳、锶、硼、氟11种,约占化学元素总含量的99.8~99.9 %。其他化学元素含量极少,其中,每升海水含有l~100毫克的元素.称为微量元素。如铁、钼、钾、铀、碘等。每升海水含有1毫克以下的元素称为痕量元素。如金、银、镉等.
溶解于海水中的化学元素绝大多数是以盐类离子的形式存在的,其中卤化物最多,占88.6%,硫酸盐占10.8%。海水中的常量元素之间的浓度比例几乎不变.具有恒定性,这对于研究海水浓度具有重要意义.
海水盐类组成成分 ,每千克海水中的克数, 所占盐类百分比 如下;氯化钠 27.2 克77.7% ,氯化镁 3.8克 10.9% ,硫酸镁 1.7克 4.9 %,硫酸钙 1.2 克3.6 %,硫酸钾 0.9克 2.5%, 碳酸钙 0.1克 0.3%, 溴化镁及其他 0.1克 0.3%, 总计 35.0 克100.0 %,海水中的气体主要由氮、氧和二氧化碳组成。氮占64%,二氧化碳约占2%,氧易溶于水,并随水温增高而减少,温度0℃时.约占40%。
海水中盐类多以离子形式存在,属于阳离子有Na ,K ,Ca2 ,Mg2 和Sr2 五种,阴离子有Cl,负二价的SO4,Br,HCO3,负二价的CO3,F五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。
5. 海水中的气体是什么
海水酸碱度的标志
海水pH值是测量海水酸碱度的一种标志,海水一般呈弱碱性,是海水酸碱度的一种标志。海水的pH值大于7,所以海水呈弱碱性。海水pH值因季节和区域的不同而不同:夏季时,由于增温和强烈的光合作用,使上层海水中二氧化碳含量和氢离子浓度下降,于是pH值上升,即碱性增强,冬季时则相反,pH值下降。在溶解氧高的海区,pH值也高;反之,pH值
基本简介
天然海水的PH值经常稳定在 7.9—8.4之间
未受污染的海水pH值在8.0~8.3之间,也就是说,天然的海洋有点偏碱
太平洋海域平均PH值是7.889—8.268
海水的pH值
海水的pH值约为8.1,其值变化很小,因此有利于海洋生物的生长;海水的弱碱性有利于海洋生物利用 CaCO3组成介壳;海水的 CO2含量足以满足海洋生物光合作用的需要,因此海洋成为生命的摇篮。
一般气体在海水中的溶解量与其在大气中的分压成正比,但CO2是个例外。CO2与水有反应,因此提高了它在海水中的浓度。CO2在生物过程中起重要作用,藻类光合作用消耗CO2,产生有机物和氧气。因此,大部分地区的海水表层是不饱和的,深层水由于下沉有机物的分解含有较多的CO2。赤道海域环流和美洲大陆西岸上升流把CO2带入表层水。
海水从大气中吸收CO2的能力很大,而且最初它所能吸收的CO2是现今的几倍。要准确估计海水吸收CO2的能力是较为困难的,因为整个体系处于动态之中。CO2与水生成碳酸,碳酸离解得到碳酸氢根和碳酸根,这是海水中溶解碳的主要化学形式。CO2浓度随深度增加,因为藻类光合作用消耗CO2而在呼吸中放出CO2,另一个原因是CO2的溶解度随压力增加而增加。
天然的碳有三种同位素:12C,13C和14C。其中C是放射性同位素。大气中的C有两种来源,一是宇宙射线与大气中的N2发生核反应产生的;另一种是由于核爆炸产生的。C进入海洋后,随着海水的运动减低浓度,因此可以用来研究CO2的气体交换速率和水团的年龄等。
海水中的二氧化碳含量约为2.2mmol/kg。CO2的各种形式随pH的变化而变化。海水的pH值等于8.1,以HCO3形式为主;其次是CO3;而CO2+H2 CO3含量很低。在CO2+H2 CO3中则是以溶解CO2为主,H2 CO3更少。常常把CO2+H2 CO3称为“游离CO2”,写为CCO2(T)。
海水pH值是测量海水酸碱度的一种标志。海水由于弱酸性阴离子的水解作用而呈弱碱性。海水pH变化不大,一般在在8.0~8.5之间,表层海水通常稳定在8.l±0.2左右,中、深层海水一般在7.8~7.5之间变动。
pH标度
1909年Sorensen首次提出了pH标度,定义为
pHs=-log CH+
这里是使用H+的浓度标度的,在1924年离子活度概念提出后,他又提出一个用活度标度的定义:
pHa=-loga H+
这两种标度之间差一个常数,25°C时,pHa=pHs+0.027。
实用标度
但是,实际上单独离子的活度无法测定,为了得到一个确定的值,需要确定一个实用标准,即根据现有的pH标准液(pHs)对比未知溶液的pH
pH= pHs +(E-Es)F/2.303RT
这里的pHs标准一般采用0.05mol/dm苯二甲酸氢钾的水溶液在25°C时pH值,即4.00。
影响因素
大洋水的pH变化主要是由CO2的增加或减少引起的。
海水的pH一般在7.5~8.2的范围变化,主要取决于二氧化碳的平衡。在温度、压力、盐度一定的情况下,海水的pH主要取决于H2CO3各种离解形式的比值。海水缓冲能力最大的时候pH应当等于碳酸第一、第二级离解常数。反过来,当海水pH值测定后也可以推算出碳酸的浓度。当盐度和总CO2一定时,由于碳酸第一、第二级离解常数随温度、压力变化,所以海水的pH值也随之变化。计算出不同温度、压力下的碳酸第一、第二级离解常数值,就可以计算出pH。在实验室测定海水的pH时,如果温度、压力与现场海水不同,则需要进行校正。
温度校正可用下式
pHt1(现场)=pHt1(测定)+0.0113(t2-t1)
由于深度改变引起的压力校正可以通过查表得到。
测量
测海水pH值的意义
海水pH值是研究二氧化碳体系时易于直接测定的最重要的物理量之一。
1、根据所测的pH值,结合其他一些可测的物量参量,即可计算海水二氧化碳体系中各分量的含量;从而得到不同海区不同水层中二氧化碳平衡体系比较明确的图象,以避免一一直接测定这些分量;
2、借助于pH值的分布,有助于认识各种海洋动植物的生活环境,进而掌握海洋动植物的生长繁殖规律;
3、海水的pH值也直接影响到海洋中各种元素的存在形态及其反应过程。
总之,海水pH是海洋化学研究的重要参数之—,测定海水pH值对研究开发利用海洋资源具有十分重要的意义。
测定步骤
一、pH值的校准
1、打开仪器连通电源,电极插头与仪器电极插座连接,预热30分钟。
2、将仪器选择开关拨至pH档
3、将温度调至当前温度(25℃)
4、用蒸馏水冲洗电极,并使用洁净滤纸吸干水分
5、将电极浸入pH=6.864的标准缓冲溶液瓶,将斜率旋钮置100%处(顺时针旋到底),摇动瓶子,待平衡后调定位旋钮至显示6.86
6、取出电极,用蒸馏水冲洗电极,并使用洁净滤纸吸干水分
7、将电极浸入pH=4.003的标准缓冲溶液瓶,摇动瓶子,待平衡后调斜率旋钮,至显示4.00,保持斜率、定位旋钮不动
8、核准,再次浸入pH=6.864的标准缓冲溶液瓶,看读数是否一致,若不一致,重复定位和调斜率步骤
9、取出电极并用蒸馏水洗干净,并用洁净滤纸吸干水分,放入保护液中或直接测定样品
二、水样pH的测量:
1、调准后,取出电极用蒸馏水洗净,并用洁净滤纸吸干水分
2、将电极侵入待测溶液,摇动瓶子,待平衡后,可从显示器读出样品的pH值
3、测量完毕后,取出电极并用蒸馏水洗干净,并用洁净滤纸吸干水分,放入保护液中
计算: ,r:温度校正系数;t'w:测定时的温度℃;tw:现场温度℃;β:压力校正系数;d:深度m。
性质
海水pH值与温度的关系
海水pH值随温度升高而略有降低,这是海水中弱酸的电离常数随温度升高而增大的结果,因此,如果实际测定海水pH值时的水温与现场温度不同,就需进行校正。
海水pH值与压力的关系
海水静压增大,海水的pH值降低,这是由于碳酸的离解度随深度而增大,压力对pH值的影响可按Culberson等(1968)提出的校正式进行校正。
海水pH值与盐度的关系
海水盐度的增加,离子强度增大,海水中碳酸的电离度就降低。从而氢离子的活度系数及活度均减少,即海水的pH值增加。
昼夜变化
夏季:白天表层海水光照时间长,浮游植物光合作用强度大于生物呼吸及有机质氧化分解强度,结果海水中出现CO2的净消耗,pH值逐渐上升;午后3—4小时内,pH值几乎达到最大值;晚间,光合作用停止,但呼吸作用和有机质降解作用照常进行,产生的CO2逐渐积累,海水pH值逐渐下降。
冬季:由于水温低,生物的光合作用与有机质的分解速率均下降,pH值的昼夜变化幅度比夏季小。