a) chuyển động dao động, b) chuyển động sóng, c) chuyển động khố
2.9. muối và các tính chất hóa học của nước biển
Tham số chính qui định các tính chất hóa học của nước biển là độ muối của nó. Trong lời phát biểu định nghĩa đầu tiên, khái niệm này như sau: độ muối là hàm lượng tổng cộng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hòa tan chứa trong 1 kg nước biển với điều kiện brôm và iôt được thay thế bằng
ối theo số liệu đo trực tiếp về độ d
g. Nếu phân bố lượng muối này theo toàn bề mặt địa cầu th
c biển được sử dụng rộng
n”. Theo Knudsen, quan hệ giữa độ muối và độ clo đố Thế
lượng clo tương đương, tất cả các muối cácbonnat được chuyển thành các ôxit và tất cả các chất hữu cơ bị cháy tại nhiệt độ 480 oC.
Định nghĩa này được chấp nhận nhằm xác định độ muối theo độ clo bằng phương pháp chuẩn độ các mẫu nước biển. Tuy nhiên, vào năm 1966 đã thiết lập được mối phụ thuộc giữa độ muối và độ dẫn điện tương đối của nước biển, điều này cho phép xác định độ mu
ẫn điện. Kết quả là vế thứ hai của định nghĩa đã dẫn ở trên, bắt đầu từ các từ “với điều kiện...” trở nên mất ý nghĩa.
Độ muối là một đại lượng không thứ nguyên và được biểu diễn bằng g/kg hay %o (promile). Tổng lượng các muối hòa tan trong Đại dương Thế giới bằng 49,21018k
ì nhận được một lớp dày hơn 40 m, nếu chỉ rải trên mặt đất liền thì lớp đó dày 150 m.
Ngày nay đang tồn tại một số phương pháp chuẩn để xác định độ muối. Thí dụ, phương pháp lượng hóa chuẩn độ độ clo nướ
rãi. Ở đây độ clo được hiểu là “số gam bạc chính xác cần thiết để làm kết tủa hết các halôgen trong 0,3285234 kg nước biể
i với nước Đại dương giới được biểu diễn bằng công thức thực nghiệm
o o
S % 0,0301,8050Cl % . (2.31) Công thức này đúng đối với dải độ muối từ 2,69 đến 40,15 %o. Nhược
điểm của công thức này là ở chỗ nó chứa một số hạ có độ clo nước vẫn có một độ muối nhỏ (0,03 % ).
với công thức (2.31) tại độ muối 35 %o nếu nó không có số hạng tự do. ơ sở đo song song độ clo, mật độ và độ dẫn điện của cùng những mẫu nước biển người ta đã nhận được mối phụ thuộc giữa độ muối và độ dẫn
u 2.33) qua
số li thức
(2.31) bằng eo công thức 33) đã lập ra các bảng để chuyển từ độ i trong dải ừ 2,8 đến 42 %o.
đặc trưng cho sự cân bằng ion. Theo định luật tác động của khối lượng, thì an nồng đó a nước. Từ đ nước nước có tính kiềm. ước biểu thập p ấu ng
ng tự do, tức khi không
o
Năm 1962 Coks đã đề xuất công thức
o o
S % 1,80655Cl % . (2.32)
Công thức (2.32) nhận được với điều kiện nó sẽ hoàn đúng Trên c điện 2 15 15 1280832 29720 26 R R S , , 5 15 4 15 3 15 598624 132311 67869 10, R , R , R . (2.33)
Ở đây R15 CmÉu /C35%o độ dẫn điện tương đối tại nhiệt độ 15oC và áp suất khí quyển tiêu chuẩn. Sai số tính độ m ối theo công thức (
%o 0,08996
ệu về R15 so với chuẩn độ clo và xác định độ muối bằng công khoảng 0,008 %o. Th
dẫn điện sang độ muố
(3. t
S
Như đã biết, nước là chất điện phân yếu, phân li theo phương trình
H OH
O
H2 ,
tương qu độ giữa phần phân li và phần không phân li là hằng số, tức
O
H ]K
/[ )
trong hằng số phân li củ ây suy ra rằng tích ion
const H][ H2O . Tại nhiệt độ T oC 25 15 tích ion 14 10
g. Khi không có h [H][OH], vì vậy trong các điều
kiện đó 7
10 OH
H][ ]
[ g. Điều kiện cân bằng n on hyđrô
]
[H và nồng độ các hyđrôxit [OH] tron nh trung hòa của nó. Nế O H 2 2 OH H][ ] ([ , O H2 K 55 ] , n trắc th 56 OH K [ bằng ỗn hợp
u qua ấy sự trội hơn của cá
ồng độ các i i lên tí ) (H 107 g thì g nước nó c ion hyđrô
có tính axit, nếu các ion hyđrôxit vượt trội (H 107g) thì yđrô bằn
, tức ].
Người ta qui diễn nồng độ các ion h g số mũ (logarit hân), lấy với d ược lại và kí hiệu bằng pH
[ lg Như vậy, nếu pH 7
H
pH
thì nước trung hòa, nế H7 thì nước có tính kiềm và pH 7
u p
thì nước có tính axit.
Nồng độ các ion hyđrô liên quan chặt chẽ vớ m lượng của khí cacbonic tự do và liên kết. Đã xác lập được rằng pH tăng khi tăng nồng độ các ion c và bicacbonat và giảm hàm lượng CO2 tự do.
Ở vùng khơi đạ ương,
i hà
ến thiên pH t
Cl) cần để acbonat
i d giới hạn bi ương đối nhỏ: 7,60
ính chất hóa h
trung hòa 1 lít nướ
8,40. Mùa hè khi thực vật phù du tiêu thụ nhiều khí cacbonic của các lớp mặt thì pH tăng. Mùa đông, khi quá trình thở áp đảo so với quá trình tiêu thụ khí cacbonic, pH giảm.
Một t ọc quan trọng nữa của nước là độ kiềm gây nên bởi sự dư thừa các bazơ mạnh so với các axit mạnh. Độ kiềm chung của nước biển là lượng miliMôl của axit mạnh một gốc (H
c đến pH5,55,7, ngoài ra lượng axit bổ sung vào sẽ chi phí chủ yếu để chuyển các cacbonat, bicacbonat, borat, silicat, photphat và những ion tương tự khác về dạng các axit yếu không phân li.
Phần đóng góp chính vào độ kiềm chung thuộc về các hợp phần cacbonat và borat. Tổng các hợp phần khác thường gần bằng sai số của các phép đo. Trị số độ kiềm chung của nước biển liên quan với cá
là khả năng của nó h
c quá trình làm thay
Một tính chất rất quan trọng của nướ ấp thụ (hòa đổi thành phần hóa học của nước như: tiêu thụ hay hòa tan cacbonat canxi, gia nhập nước lục địa với tương quan giữa các ion chính khác với tương quan đó trong nước biển, thành tạo và tan băng.
Trong thực tế cũng thường sử dụng tỉ số giữa độ kiềm và độ clo của nước, gọi là độ kiềm riêng.
tan) các c khí mà nó tiếp xúc. Độ hòa tan khí trong n tỉ lệ thuận với áp suất của chất khí trên dung dịch và được biểu diễn bằng định luật Henri:
P k C ,
trong đó C ng độ cân bằng của khí trong dung dịch,
hất ước
ồ
n k hệ số hấp thụ,
trị số của nó phụ thuộc vào các tính chất riêng của khí và hệ đơn vị đo được chấp nhận, P áp suất của khí trên dung dịch. Hệ số hấp thụ là độ hòa tan chất khí tại P1 atm và tại nhiệt độ và độ muối đã cho.
Đối với các chất khí khí quyển, sự cân bằng được điều chỉnh bởi định luật Henri-Dalton, theo đó độ hòa tan tr ng chất lỏng của mỗi hợp phần
n hợ n của hợp phần đó trên dung
trong đó
Hệ số hấp thụ một số chấ o ể tích) trong nước ngọt
i các nhi độ khác nh à áp suấ t khí bằn 13,2 hPa
Nhiệt
o trong hỗ p khí tỉ lệ với áp suất riêng phầ dịch:
i
P áp suất riêng phần của chất khí.
P k C , i Bảng 2.5. tạ t khí (% theo th ệt au v t chấ g 10 độ (oC) Chất khí 0 10 15 20 30 N2 23,74 18,18 17,04 15,59 13,45 NH3 1299000 910000 801000 709000 590000 Ar 53,68 41,64 37,48 34,04 28,85 HCl 507000 474000 458000 442000 411000 He 9,41 8,97 8,82 8,73 8,64 O 2 49,10 38,16 34,24 31,05 6,30 2 SO2 79800 56 00 47 00 39 00 27 00 6 3 4 2 H2S 4620 3360 2910 2550 2010 CO2 1716 1190 1009,5 865 663,3 Co 30,04 24,15 21,92 20,40 18,87
Định luật Henri-Dalton chỉ áp dụng đối với những dung dịch lí tưởng hay những dung dịch rất loãng. Tuy nhiên tại áp suất đến 105Pa khác biệt giữa những giá trị C quan trắc và tính toán không vượt quá 13 %.
Bảng 2.5 cho thấy những chất khí có độ hòa tan cao nhất gồm: NH3, HCl, SO2, H2S và CO2. Đó là do những phân tử của những chất khí này tham gia vào tương tác hóa học với nước, tạo thành những mối liên kết hyđrô và
dương Thế giới bằng m , khối lượng
trung bì 87 g/kg
y làm thành
99,99 ườ
ng độ lớn 1 l, nhưn
ước đại d không lớn hơn tổng ấn. tạo ra những sản phẩm phân li trong dung dịch.