海洋地球化学4全解.ppt

第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 1.溶解 分子或解离成离子 解离实质：Mn+与H+争夺O2- 受pH影响—— 半径大电荷小→Mn+H+→水合离子，如… 半径小电荷多→Mn+H+→含氧酸根，如… 之间：pH低和pH高时不同，如Al ∴性质、条件→形态（分子、离子、配离子） * 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 溶质浓度的表示： 质量： 常量：g/L≈g/kg 微量：ppm=mg/L=g/t，ppb 放射：ppt * 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 溶质浓度的表示： ?物质的量： mol/L，mol/kg m、?、n、p含义 （1）溶解度和溶度积（自学，要求内容） * 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 （2）溶解度的影响因素 ① 盐效应 离子静电约束 ? 有效浓度（活度）降低 离子强度 I=?∑cz2 a=?c CaCO3：KspaCa2+·aCO32-， Mg2+的存在和包裹有机膜→不沉积 生源碎屑→沉积 * 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 （2）溶解度的影响因素 ② 同离子效应 加共同离子使电解质溶解度降低 如： ? * CaCO3 ↓ …… Ba2+、Sr2+ ↓混入 →方解石 Al →Al(OH)3 ↓ ↓ OH- ↓ 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 （2）溶解度的影响因素 ③ 配合效应 配合后降低活度，增加溶解度 如：Ag+被Cl-配合 ④ 水解效应 进一步分解增加溶解 * 第三节 海洋的物理化学性质 一、水及其溶解性 3.溶解度及其影响因素 （2）溶解度的影响因素 总之： 离子被约束、被反应→ 活度降低 增加离子→活度升高 * 平衡移动 第三节 海洋的物理化学性质 二、海洋的CO2-HCO3--CO32- 生命：80%软组织、20%硬 CaCO3溶解 沉淀 碱度、溶解总碳 生命 沉积 环境-保护 * 第三节 海洋的物理化学性质 二、海洋的CO2-HCO3--CO32- 1.海水中的酸碱平衡 pH影响：pH值小→中→大 CO2→ HCO3-→CO32- p的影响：p ↑，溶解总C ↑、HCO3-↑、CO32-↓ ?生源CaCO3溶解 * 第三节 海洋的物理化学性质 二、海洋的CO2-HCO3--CO32- 2.碳酸根碱度 电中性： 碳酸根碱度[A]=[HCO3-]+2[CO32-] =[Na+]+[K+]+2[Mg2+]+2[Ca2+]+… -[Cl-]-2[SO42-]-[Br-]-… [∑CO3]≈[HCO3-]+[CO32-] ? [HCO3-]=2[∑CO2]-[A] * HCO3-?CO32-可调电荷平衡 第三节 海洋的物理化学性质 三、海洋的pH和E 1.海水的pH 主要HCO3--CO32-?pH 次要B、Si、P * 缓冲稳定，不受H+、OH-蒸发、稀释影响 表层8.0~8.3、中深层8，7.5 太平洋深水相比大西洋： 溶解较多CO2，[HCO3-]/[CO32-]大→pH↓→能溶CaCO3 原理（略） 第三节 海洋的物理化学性质 三、海洋的pH和E 2.海水的氧化还原电势（E，mV） ① 测量： 物质的电极电势（亲电子能力） E=E?+(0.05917/n)lg[氧化态]a/[还原态]b E由上式计算，E?标准态时的E，可查 参考电极（已知E） 测EMF，已知E参考? E待测 干扰：温度，引入空气等 * 原电池电动势 EMF=E待测-E参考 正：趋氧化 负：趋还原 第三节 海洋的物理化学性质 三、海洋的pH和E 2.海水的氧化还原电势（E，mV） ② 结果 海水：+500~-200 边缘沉积物：+500~-400 深海沉积物：+600~-400 ?③分析 光合作用→CO2↓、O2↑ → E↑ 呼吸（腐烂）……E↓ Fe多→E变化 * →pH E pH 第三节 海洋的物理化学性质 三、海洋的pH和E 3.E-pH图 （1）H2O 2H2O?O2(g)+4H++4e E=E?+(0.59/4)lg[H+]4pO2 E? =1.23V pO2=0.2×101.325kPa E=1.23-0.059pH * E-pH存在范围、变化关系 O2 H2O E pH O2 H2O 第三节 海洋的物理化学性质 三、海洋的pH和E 3.E-pH图 （1）H2O 2H++2e?H2(g) E=E?+