Меню

Щелочность определение щелочности единицы измерения



Что такое щелочность воды и расчет pH

В таблицах СанПиН РФ («Питьевая вода») предельно допустимая концентрация по щелочным показателям не указывается, поэтому большинство источников при определении нормы щёлочности воды ссылаются на стандарты ВОЗ, директиву ЕС или санитарные правила стран со сходным нормативным порядком.

Так, величина в 30 мг НСО3-/л устанавливается в ЕС-директиве при определении качества предназначенной для потребления человеком воды. В украинских актуальных правилах ГСанПиН для водопроводной воды параметр не устанавливается, а величина в 3 указывается только для фасованной и бюветной воды. Приведённые в российских тематических источниках значения чаще всего варьируются в пределах от 0,5 до тех же 6,5 ммоль/м 3 .

При этом существует ГОСТ 31957-2012 – Межгосударственный стандарт, подписанный органами по стандартизации 6 стран и модифицированный по отношению к другим международным стандартам. Россия, наряду с Арменией, Казахстаном, Киргизией, Таджикистаном, Узбекистаном, входит в число стран, подписавших документ, в котором описываются методы определения щёлочности в концентрации 0,1-100 ммоль/дм 3 .

Определение и содержание понятия

Щёлочностью воды («Щ» в формулах) называют сумму содержащихся в ней веществ – гидроксильных ионов/анионов слабых кислот, – вступающих с сильными кислотами в реакцию с разделением на:

Единица измерения – миллиграмм-эквивалент кислоты, записывающийся как мг-экв/л. Общая щёлочность как сумма анионов слабых кислот – силикатов, боратов, карбонатов, гидрокарбонатов, сульфидов, гидросульфидов, сульфитов, гидросульфитов, фосфатов, анионов гуминовых кислот) – это способность связывать сильные кислоты (их эквивалентное количество). Концентрация некоторых ионов незначительна, поэтому, когда говорят об общей щёлочности, то имеют в виду, главным образом, карбонатный тип (определяющийся ионами угольной кислоты), где гидролизованные анионы образуют гидроксид-ионы:

Щелочной показатель для поверхностных вод связывают с присутствием в них в основном гидрокарбонатов щелочноземельных металлов (и щелочных – в меньшей степени), и для природных вод с pH 8,5 происходит возникновение гидратного типа.

Щелочной параметр необходим для:

  • определения содержания карбонатов, а также баланса угольной кислоты (вместе с рН),
  • дозирования химических веществ, применяемых в водоснабжении,
  • реагентной очистке,
  • установлении пригодности водоресурса для ирригации (при избытке щелочноземельных металлов).

Северные районы России с низкими щелочными показателями и pH для природной воды характеризуются повышенной коррозионной агрессивностью, от которой страдают трубопроводы и конструкции из черных металлов и бетона.

По мнению японских исследователей, в районах, где пьют более щелочную воду (выше показателя 6,5, но ниже 9) продолжительность жизни выше на 20-30%. В целом щелочные показатели должны быть достаточными для прохождения химической коагуляции, однако при этом они не должны быть слишком высокими, чтобы не провоцировать физиологические расстройства у водопотребителей. Минимальные щелочные значения составляют +/- 30 мг/л, а максимальные в пределах 450-500 мг/л.

Распространившееся среди обладателей различных модифицированных аэраторов мнение об их влиянии на щелочные свойства гидропотока не подтверждается. Эти аэраторы-экономители ( http://water-save.com/ ) позволяют сократить водорасход, но не влияют на химические характеристики водоресурса.

Методы определения концентрации карбонатов

В межгосударственном стандарте описаны 2 титриметрических метода расчёта щёлочности воды:

  1. Свободная и общая щёлочность. Для питьевой – расфасованной (негазированной) и из источников питьевого водоснабжения, – природной, а также сточной вод путём титрования (постепенного смешивания) до значения pH 8,3, а также 4,5. Полученные значения применяются для расчётов концентрации карбонатов (в диапазоне 6-6000 мг/дм 3 ) и гидрокарбонатов (6,1-6100 мг/дм 3 ).
  2. Карбонатная щёлочность. Для воды питьевой, природной, технической на разных стадиях технологических процессов путём титрования до pH 5,4 ед.

Конечная точка титрования определяется при изменении значения на рН-метре или окраски индикатора:

  • рН-переход от розового к бесцветному при 8,3-8,0 даёт величину параметра «по фенолфталеину»,
  • рН-переход от оранжевого к жёлтому при 4,4 даёт величину параметра «по метиловому оранжевому».

Равным нулю параметр принимается, если для анализируемой пробы рН

Источник

В чём разница?

Разница между общей щелочностью и pH

Основное различие между Общей щелочностью и рН (от латинского potentia hydrogeni – сила, вес водорода) является то, что Общая щелочность это общая концентрация всех щелочных веществ, растворенных в воде, тогда как рН это величина −lg H концентрации ионов водорода в воде.

В большинстве случаев мы путаем эти два термина – общая щелочность и pH, так как оба эти термина используются при определении химических веществ в воде. Действительно, эти два термина относятся друг к другу, но они не совпадают. Таким образом, существует определенная разница между общей щелочностью и pH

Содержание

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Общая щелочность
  3. Что такое pH
  4. Сравнение – Общая щелочность и pH
  5. Заключение – Общая щелочность против pH

Что такое Общая щелочность?

Общая щелочность – это способность воды противостоять изменениям pH. Другими словами, это измерение общей концентрации всех щелочных веществ, растворенных в воде.

Большинство природных источников воды имеют щелочную основу

Основные щелочные вещества включают гидроксид-ионы, карбонатные и бикарбонат-ионы. Эти ионы могут буфериpовать pH воды путем нейтрализации кислот, поэтому мы можем сказать, что общая щелочность – это способность воды противостоять изменениям pH.

Кроме того, химики использует единицу – миллиграмм на литр карбоната кальция (мг/л CaCO3) для измерения этого параметра. Или же мы можем просто использовать единицу измерения промилле – ppm (частей на миллион). Идеальный диапазон этого параметра для воды хорошего качества составляет 80-120 промилле.

Что такое рН?

pH – переводится как «сила, вес водорода». Мы можем рассчитать рН воды, взяв минус логарифм концентрации ионов водорода в воде. Поэтому, используя этот параметр, мы можем определить, насколько кислой или основной является проба воды. Таким образом, мы можем определить качество воды.

Значение pH не имеет единиц измерения, поскольку является логарифмическим значением. Существует шкала рН, которую используют для определения щелочности или кислотности воды. Здесь шкала pH имеет значения от 1 до 14. pH 7 является нейтральным значением, значения ниже 7 являются значениями кислотности, а значения выше 7 являются основными значениями.

Как мы может видеть, контроль значения pH источника воды имеет решающее значение для поддержания качества воды. Он определяет, пригодна ли вода для потребления или нет. Например, большинство природных источников воды имеют щелочную природу. Следовательно, вода с высоким pH может вызвать образование накипи или эта вода может быть мутной. Тогда как вода с низким pH может привести к повреждению облицовки бассейна и травлению штукатурки, повреждению кожи и глаз.

Какая разница между Общей щелочностью и pH?

Мы можем определить общую щелочность как способность воды противостоять изменениям pH, тогда как pH – это «сила водорода».

Теория, лежащая в основе этих двух терминов, заключается в том, что общая щелочность – это общая концентрация всех щелочных веществ, растворенных в воде, а рН – это минус логарифм концентрации ионов водорода в воде. Следовательно, это ключевое различие между общей щелочностью и pH. Прежде всего, мы измеряем общую щелочность, используя промилле (ppm) или миллиграммы на литр карбоната кальция (мг/л CaCO3), в то время как для измерения pH единицы измерения отсутствуют, поскольку это логарифмическое значение.

Читайте также:  Проверка средств измерения оборудования

Заключение – Общая щелочность против pH

Ключевое различие между общей щелочностью и pH заключается в том, что общая щелочность – это общая концентрация всех щелочных веществ, растворенных в воде, тогда как pH – это минус логарифм концентрации ионов водорода в воде.

Вам также может понравиться

Разница между Гомогенным и Гетерогенным равновесием

Ключевое различие между Гомогенным и Гетерогенным равновесием состоит в том, что в Гомогенном равновесии реагенты и продукты реакции находятся в одной фазе […]

Разница между хлором и диоксидом хлора

Основное различие между хлором и диоксидом хлора состоит в том, что степень окисления атома хлора в жидком или газообразном хлоре равна нулю, […]

Разница между Диоксидом углерода (CO2) и Монооксидом углерода (CO)

Хотя обе молекулы содержат углерод и кислород, ключевое различие между Диоксидом углерода и Монооксидом углерода заключается в количестве у них атомов кислорода. Так […]

Разница между Этанолом и Пропанолом

Основное различие между этанолом и пропанолом это то, что Этанол содержит два атома углерода в молекуле, тогда как Пропанол содержит 3 атома […]

Источник

Щелочность воды

Человек оценивает качество питьевой воды по двум основным показателям – цвету и запаху. Но есть не менее важные свойства, которые напрямую влияют на то, можно ли считать воду пригодной для питья. Особенно это касается щелочности, о которой осведомлены далеко не все. В данной статье мы постараемся разобраться в том, какая норма допустима, как ее определить и каким образом привести уровень щелочности к оптимальным показателям.

Что такое щелочность воды?

Во-первых, следует определиться с тем, что из себя представляет данное понятие. Если обращаться к учебникам, щелочность – это число гидроксильных ионов, которые содержатся в воде, и анионов слабых кислот. Следует отметить, что щелочной называется та среда, в которой водородный показатель превышает значение 7. Все, что ниже – это кислая среда. При этом щелочность и pH связаны напрямую – чем больше первый показатель, тем выше и второй. Щелочность измеряется в ммоль/дм³, pH – в единицах.

В соответствии с европейскими санитарными нормами допустимым значением pH для питьевой воды является диапазон 6,5-8,5 единиц, дистиллированной, то есть условно нейтральной – 7 единиц. Предельно допустимой концентрацией по щелочности согласно нормам СанПиН является значение 4,4 ммоль/дм³. Это касается нецентрализованных источников водоснабжения.

Каким образом показатели щелочности могут влиять на организм?

Нормам щелочности придается большое значение и тому есть важная причина – ее уровень напрямую влияет на состояние организма. Оптимальный показатель поможет стабилизировать различные функции организма, включая обменные процессы, а также активизировать мозговую деятельность.

Однако, в случае превышения установленной нормами концентрации возможно возникновение ряда проблем: зуда, высыпания, раздражения слизистой оболочки. Именно поэтому столь важно определять щелочность питьевой воды и контролировать эти показатели.

Сохранение кислотно-щелочного баланса возможно благодаря оптимизации рациона, однако сложность в том, что большая часть продуктов имеет в своем составе кислую среду, поэтому важно также пить и воду, что увеличит объем переносимого кровью кислорода. Но подойдет не всякая вода, а со значениями, близкими к нейтральным.

Определение щелочности и регулирование уровня pH

Уровень pH может колебаться и зависит от региона. В случае превышения допустимых значений необходимо уделить внимание их стабилизации. Для измерения уровня pH в домашних условиях используются специальные тестеры, но для определения щелочности не обойтись без услуг профессиональных лабораторий, оснащенных современным оборудованием и имеющих необходимый уровень аккредитации.

После проведения исследования специалисты предоставят рекомендации по поддержанию уровня щелочности. В случае его превышения – помогут выбрать решение для его снижения за счет использования специальных фильтров. В частности, с этой проблемой эффективно справляются системы обратного осмоса, которые не только стабилизируют показатели, но также нормализуют состав воды, уменьшая жесткость и минерализацию.

Полезные статьи

Анализ воды в Подольске

Определение тяжелых металлов в почвах и грунтах

Источник

Щелочность — Alkalinity

Щелочность (от арабского « аль-кали ») — это способность воды противостоять подкислению. Не следует путать с основностью, которая представляет собой абсолютное измерение по шкале pH.

Щелочность — это сила буферного раствора, состоящего из слабых кислот и их сопряженных оснований . Она измеряется титрование в раствор с кислотой , такими как HCl , пока его рН резко не изменится, или он достигает известную конечную точку , где что происходит. Щелочность выражается в единицах концентрации, таких как мэкв / л ( миллиэквиваленты на литр ), мкэкв / кг (микроэквиваленты на килограмм) или мг / л CaCO 3 (миллиграммы на литр карбоната кальция). Каждое из этих измерений соответствует количеству кислоты, добавленной в качестве титранта .

Хотя «щелочность» — это в первую очередь термин, используемый океанологами, он также используется гидрологами для описания временной жесткости . Более того, измерение щелочности важно для определения способности потока нейтрализовать кислотное загрязнение от дождя или сточных вод . Это один из лучших показателей чувствительности потока к поступлению кислоты. Могут наблюдаться долгосрочные изменения щелочности ручьев и рек в ответ на антропогенные воздействия, такие как кислотные дожди, вызванные выбросами SO x и NO x .

СОДЕРЖАНИЕ

История

В 1884 году профессор Вильгельм (Уильям) Диттмар из колледжа Андерсона, ныне Университет Стратклайда , проанализировал 77 образцов чистой морской воды со всего мира, привезенных экспедицией Челленджера . Он обнаружил, что в морской воде основные ионы находятся в фиксированном соотношении, подтверждая гипотезу Йохана Георга Форххаммера , которая теперь известна как Принцип постоянных пропорций. Однако было одно исключение. Диттмар обнаружил, что концентрация кальция была немного выше в глубинах океана, и назвал это повышение щелочностью.

Также в 1884 году Сванте Аррениус представил свои кандидатские диссертации, в которых он защищал существование ионов в растворе и определил кислоты как доноры ионов гидроксония и основания как доноры ионов гидроксида . За эту работу он получил Нобелевскую премию по химии в 1903 году. См. Svante_Arrhenius # Ionic_disassociation .

Упрощенное резюме

Щелочность примерно относится к молярному количеству оснований в растворе, которое может быть преобразовано в незаряженные частицы сильной кислотой. Например, 1 моль HCO 3 1- в растворе представляет 1 молярный эквивалент, а 1 моль CO 3 2- — 2 молярных эквивалента, потому что для балансировки заряда потребуется вдвое больше ионов H + . Суммарный заряд раствора всегда равен нулю. Это приводит к параллельному определению щелочности, основанному на балансе заряда ионов в растворе.

Читайте также:  Рабочим средством измерений называют такое которое

∑ ( c а т я о п s ) знак равно ∑ ( а п я о п s ) <\ Displaystyle \ сумма (катионы) = \ сумма (анионы)>

Некоторые ионы, включая Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl — , SO 4 2- и NO 3 -, являются « консервативными », так что на них не влияют изменения температуры, давления или pH. Другие , такие как HCO 3 — страдают от изменений рН, температуры и давления. Выделяя консервативные ионы на одной стороне этого уравнения баланса зарядов, неконсервативные ионы, которые принимают / отдают протоны и, таким образом, определяют щелочность, группируются на другой стороне уравнения.

∑ ( c о п s е р v а т я v е c а т я о п s ) — ∑ ( c о п s е р v а т я v е а п я о п s ) знак равно <\ Displaystyle \ сумма (консервативные катионы) - \ сумма (консервативные анионы) => [ ЧАС C О 3 — ] + 2 [ C О 3 2 — ] + [ B ( О ЧАС ) 4 — ] + [ О ЧАС — ] + [ ЧАС п О 4 2 — ] + 2 [ п О 4 3 — ] + [ ЧАС 3 S я О 4 — ] + [ N ЧАС 3 ] + [ ЧАС S — ] — [ ЧАС + ] — [ ЧАС S О 4 — ] — [ ЧАС F ] — [ ЧАС 3 п О 4 ] — [ ЧАС N О 2 ] <\ displaystyle [HCO_ <3>^ <->] + 2 [CO_ <3>^ <2 ->] + [B (OH) _ <4>^ <->] + [OH ^ <->] + [HPO_ <4>^ <2 ->] + 2 [PO_ <4>^ <3 ->] + [H_ <3>SiO_ <4>^ <->] + [NH_ <3>] + [HS ^ <->] — [H ^ <+>] — [HSO_ <4>^ <->] — [HF] — [H_ <3>PO_ <4>] — [HNO_ <2>]>

Этот комбинированный баланс заряда и баланса протонов называется общей щелочностью . Общая щелочность не (сильно) зависит от температуры, давления или pH и, таким образом, сама по себе является консервативным показателем, что увеличивает его применимость в водных системах. Все анионы, кроме HCO 3 — и CO 3 2-, имеют низкие концентрации в поверхностных водах Земли, то есть в ручьях, реках и озерах. Таким образом, карбонатная щелочность , которая равна, также приблизительно равна общей щелочности поверхностных вод. [ ЧАС C О 3 — ] + 2 [ C О 3 2 — ] <\ displaystyle [HCO_ <3>^ <->] + 2 [CO_ <3>^ <2->]>

Подробное описание

Щелочность или A T измеряет способность раствора нейтрализовать кислоты до точки эквивалентности карбоната или бикарбоната, определяемой как pH 4,5 для океанографических / лимнологических исследований. Щелочность равна стехиометрической сумме оснований в растворе. В естественной среде карбонатная щелочность имеет тенденцию составлять большую часть общей щелочности из-за обычного присутствия и растворения карбонатных пород и присутствия диоксида углерода в атмосфере. Другие общие природные компоненты, которые могут способствовать щелочности, включают борат , гидроксид , фосфат , силикат , растворенный аммиак , сопряженные основания некоторых органических кислот (например, ацетат ) и сульфат . Растворы, полученные в лаборатории, могут содержать практически неограниченное количество оснований, которые способствуют щелочности. Щелочность обычно указывается в миллиэквивалентах на литр. В коммерческих целях, как и в производстве бассейнов, щелочность также может быть указана в частях на миллион эквивалента карбоната кальция (ppm CaCO 3 ).

Щелочность иногда неправильно используется как синоним основности . Например, добавление CO 2 снижает pH раствора. Это увеличение снижает основность; однако щелочность остается неизменной ( см. пример ниже ). Для определения общей щелочности гидрологи используют 0,1 NH 2 SO 4 вместе с фенолфталеиновым индикатором pH .

Теоретическое лечение

В обычных грунтовых или морских водах измеренная щелочность устанавливается равной:

(Нижний индекс T указывает на измеренную общую концентрацию компонентов в растворе. Это противоположно свободной концентрации, которая учитывает значительное количество взаимодействий ионных пар , происходящих в морской воде.)

Щелочность можно измерить путем титрования образца сильной кислотой до тех пор, пока не будет израсходована вся буферная способность вышеупомянутых ионов выше pH бикарбоната или карбоната. Эта точка функционально установлена ​​на pH 4,5. На данный момент все представляющие интерес основания протонированы до разновидностей нулевого уровня, следовательно, они больше не вызывают щелочности. В карбонатной системе ионы бикарбоната [HCO 3 — ] и ионы карбоната [CO 3 2- ] превратились в угольную кислоту [H 2 CO 3 ] при этом pH. Этот pH также называется точкой эквивалента CO 2, когда основным компонентом воды является растворенный CO 2, который превращается в H 2 CO 3 в водном растворе. На данный момент нет сильных кислот или оснований. Следовательно, щелочность моделируется и количественно оценивается относительно точки эквивалентности CO 2 . Поскольку щелочность измеряется относительно точки эквивалентности CO 2 , растворение CO 2 , хотя и добавляет кислоту и растворенный неорганический углерод, не изменяет щелочность. В естественных условиях растворение основных пород и добавление аммиака [NH 3 ] или органических аминов приводит к добавлению основания в природные воды в точке эквивалентности CO 2 . Растворенное в воде основание увеличивает pH и титрует эквивалентное количество CO 2 до бикарбонат-иона и карбонат-иона. В состоянии равновесия вода имеет определенную щелочность, обусловленную концентрацией анионов слабых кислот. И наоборот, добавление кислоты превращает слабые кислотные анионы в CO 2, а постоянное добавление сильных кислот может привести к тому, что щелочность станет меньше нуля. Например, при добавлении кислоты в обычный раствор морской воды протекают следующие реакции:

Из приведенных выше реакций протонирования видно, что большинство оснований потребляют один протон (H + ), чтобы стать нейтральным веществом, тем самым увеличивая щелочность на один на эквивалент. Однако CO 3 -2 потребляет два протона, прежде чем превратиться в частицы с нулевым уровнем (CO 2 ), таким образом, он увеличивает щелочность на два на моль CO 3 -2 . [H + ] и [HSO 4 — ] уменьшают щелочность, поскольку действуют как источники протонов. Они часто представлены вместе как [H + ] T .

Щелочность обычно указывается в мг / л как CaCO 3 . (Соединение «as» уместно в этом случае, потому что щелочность является результатом смеси ионов, но сообщается «как будто» все это связано с CaCO 3. ) Это может быть преобразовано в миллиэквиваленты на литр (мэкв / л). путем деления на 50 (приближенной МВт СаСО 3 /2).

Примеры проблем

Сумма способствующих видов

Следующие уравнения демонстрируют относительный вклад каждого компонента в щелочность типичного образца морской воды. Вклады даны в мкмоль . кг − soln −1 и получены из Справочника по методам анализа параметров углекислого газа в морской воде » [1] ,» (соленость = 35 г / кг, pH = 8,1, температура = 25 ° C).

Фосфаты и силикаты, являясь питательными веществами, обычно незначительны. При pH = 8,1 [HSO 4 — ] и [HF] также незначительны. Так,

А Т = [HCO 3 — ] T + 2 [CO 3 2− ] T + [B (OH) 4 — ] T + [OH — ] T — [H + ]
= 1830 + 2 × 270 + 100 + 10 — 0,01
= 2480 μ моль . кг − соль −1

Добавление CO 2

Добавление (или удаление) CO 2 к раствору не изменяет его щелочность, так как результирующая реакция дает такое же количество эквивалентов веществ, которые вносят положительный вклад (H + ), что и частицы, вносящие отрицательный вклад (HCO 3 — и / или CO 3 2−). ). Добавление CO 2 в раствор снижает его pH, но не влияет на щелочность.

Читайте также:  Измерение частоты сети переменного напряжения

При всех значениях pH:

Только при высоких (основных) значениях pH:

Растворение карбонатной породы

Добавление CO 2 к раствору, находящемуся в контакте с твердым веществом, может (со временем) повлиять на щелочность, особенно для карбонатных минералов, контактирующих с грунтовыми водами или морской водой. Растворение (или осаждение) карбонатной породы сильно влияет на щелочность. Это связано с тем, что карбонатная порода состоит из CaCO 3, и в результате его диссоциации в раствор добавляются Ca +2 и CO 3 -2 . Ca +2 не повлияет на щелочность, но CO 3 -2 увеличит щелочность на 2 единицы. Повышенное растворение карбонатной породы в результате подкисления в результате кислотных дождей и добычи полезных ископаемых способствовало увеличению концентрации щелочности в некоторых крупных реках на востоке США. Следующая реакция показывает, как кислотный дождь, содержащий серную кислоту, может иметь эффект увеличения щелочности реки за счет увеличения количества бикарбонат-иона:

Другой способ записать это:

Чем ниже pH, тем выше будет концентрация бикарбоната. Это показывает, как более низкий pH может привести к более высокой щелочности, если количество произведенного бикарбоната больше, чем количество H +, остающееся после реакции. Это так, потому что количество кислоты в дождевой воде невелико. Если эти щелочные грунтовые воды позже вступят в контакт с атмосферой, они могут потерять CO 2 , выпадать в осадок карбонат и, таким образом, снова стать менее щелочными. Когда карбонатные минералы, вода и атмосфера находятся в равновесии, обратимая реакция

показывает, что pH будет связан с концентрацией ионов кальция, причем более низкий pH соответствует более высокой концентрации ионов кальция. В этом случае, чем выше pH, тем больше будет бикарбонат- и карбонат-иона, в отличие от парадоксальной ситуации, описанной выше, когда человек не находится в равновесии с атмосферой.

Щелочность океана

Процессы, повышающие щелочность

Есть много методов создания щелочности в океане. Возможно, наиболее известным является растворение CaCO 3 (карбонат кальция, который является компонентом коралловых рифов) с образованием Ca 2+ и CO 3 2– (карбонат). Карбонат-ион может поглотить два иона водорода. Следовательно, это вызывает чистое увеличение щелочности океана. Растворение карбоната кальция является косвенным результатом понижения pH океана. Он может нанести большой ущерб экосистемам коралловых рифов , но оказывает относительно небольшое влияние на общую щелочность (A T ) в океане. Снижение pH из-за абсорбции CO 2 фактически увеличивает щелочность, вызывая растворение карбонатов.

Процессы анаэробного разложения, такие как денитрификация и восстановление сульфатов, оказывают гораздо большее влияние на щелочность океана. Денитрификация и сульфатредукция происходят в глубинах океана, где отсутствует кислород. Оба эти процесса потребляют ионы водорода и выделяют квазиинертные газы (N 2 или H 2 S), которые в конечном итоге улетучиваются в атмосферу. Это потребление H + увеличивает щелочность. Было подсчитано, что анаэробное разложение может составлять до 60% от общей щелочности океана.

Процессы, снижающие щелочность

Анаэробные процессы обычно повышают щелочность. И наоборот, аэробное разложение может снизить АТ . Этот процесс происходит в тех частях океана, где присутствует кислород (поверхностные воды). Это приводит к растворению органических веществ и образованию ионов водорода. Увеличение H + явно снижает щелочность. Однако растворенное органическое вещество может иметь основные функциональные группы, которые могут поглощать эти ионы водорода и сводить на нет их влияние на щелочность. Следовательно, аэробная деградация оказывает относительно небольшое влияние на общую щелочность океана.

Все эти вышеупомянутые методы являются химическими процессами. Однако физические процессы могут также служить , чтобы влиять на Т . Растущее беспокойство вызывает таяние полярных ледяных шапок, которое может способствовать снижению щелочности океана. Если бы лед растаял, общий объем океана увеличился бы. Поскольку щелочность значение концентрации (моль / л), увеличение объема теоретически служит для уменьшения A T . Однако реальный эффект был бы намного сложнее этого.

Глобальная временная изменчивость

Исследователи показали, что щелочность океана меняется со временем. Поскольку A T рассчитывается по ионам в океане, изменение химического состава приведет к изменению щелочности. Один из способов, которым это может произойти, — подкисление океана. Однако щелочность океана относительно стабильна, поэтому значительные изменения могут происходить только в течение длительного времени (например, от сотен до тысяч лет). В результате сезонная и годовая изменчивость, как правило, очень низкая.

Пространственная изменчивость

Исследователи также показали, что щелочность варьируется в зависимости от местоположения. На местный АТ могут влиять два основных паттерна смешивания: течение и река. Перемешивание с преобладанием течений происходит недалеко от берега в районах с сильным течением воды. В этих областях тенденции щелочности следуют текущим и имеют сегментированную связь с соленостью.

Перемешивание с преобладанием рек также происходит недалеко от берега; он наиболее силен вблизи устья большой реки (например, Миссисипи или Амазонки). Здесь реки могут выступать в качестве источника или стока щелочности. A T следует за выходом из реки и имеет линейную зависимость от солености. Такой режим перемешивания наиболее важен в конце зимы и весной, потому что таяние снега увеличивает сток реки. По мере того как сезон переходит в лето, речные процессы становятся менее значительными, и смешивание течений может стать доминирующим процессом.

Щелочность океанов также следует общим тенденциям, зависящим от широты и глубины. Было показано, что A T часто обратно пропорционален температуре поверхности моря (SST). Следовательно, она обычно увеличивается с увеличением широты и глубины. В результате области апвеллинга (где вода из глубин океана выталкивается на поверхность) также имеют более высокие значения щелочности.

Наборы данных измерений

На протяжении недавней истории было много попыток измерить, зарегистрировать и изучить щелочность океана. Некоторые из более крупных наборов данных перечислены ниже.

  • GEOSECS (Исследование геохимических разрезов океана)
  • TTO / NAS (Transient Tracers in the Ocean / North Atlantic Study)
  • JGOFS (Совместное исследование глобального потока в океане)
  • WOCE (Эксперимент по циркуляции Мирового океана)
  • КАРИНА (углекислый газ в Атлантическом океане)

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

  • Холмс-Фарли, Рэнди. « Химия и аквариум: что такое щелочность? » , Интернет-журнал Advanced Aquarist . Щелочность в аквариумах с соленой водой.
  • DOE (1994) » [2] ,« Справочник по методам анализа различных параметров системы углекислого газа в морской воде. Версия 2 , AG Dickson & C. Goyet, ред. ORNL / CDIAC-74.
  • Набор данных GEOSECS [3]
  • Набор данных JGOFS [4]
  • Набор данных WOCE [5]
  • Набор данных CARINA [6]

Калькуляторы карбонатной системы

Следующие пакеты рассчитывают состояние карбонатной системы в морской воде (включая pH):

Источник