химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

ру.

128 ГЛАВАЗ

НАЗЕМНАЯ СРЕДА 129

В аридных районах на химию основных растворенных ионов рек влияет испарение. Испарение увеличивает общее количество ионов в речной воде. Оно также вызывает осаждение из воды СаСОз раньше, чем NaCl, поскольку последний более растворим. Из-за образования СаСОз из воды удаляется ион кальция что увеличивает отношение Na+ : (Na+ + Са2+). Данные для рек, на которые влияет испарение, нанесены вдоль диагонали В-В' на рис. 3.24, и состав их приближается к составу морской воды (см. табл. 4.1). Примерами являются реки Иордан, Рио-Гранде и Колорадо. По мере того как вода этих рек движется вниз по течению, они могут по составу, постепенно изменяющемуся под влиянием процессов испарения, переместиться в верхнюю правую часть рис. 3.24 (например, Рио-Гранде).

ВСТАВКА 3.13. Щелочность и поддержание рН

Щелочность является мерой общего количества слабых кислых анионов в растворе, способных нейтрализовать Н*. В природных водах наиболее важны бикарбонаты (НСОз) и карбонаты (СО|~), тогда как в морской воде вклад в щелочность вносят и другие ионы. Относительная значимость НСОз и СО|" зависит от рН раствора и может быть рассчитана из известных констант диссоциации этих ионов и рН раствора. Щелочность измеряют, добавляя кислоту к пробе воды до тех пор, пока рН не упадет до 4. При таком рН щелочность от НСОз и COf ~ преобразуется в диоксид углерода (СОг), т. е.

НСОз^дн) + Н("В0ДН) ч-> Н20(Ж) + С02(Г), (1)

СОз(водн) + 2Н(ВОд„) <-> НгО(Ж) + С02(г). (2)

Объем использованной кислоты является мерой щелочности и обычно выражается в миллиэквивалентах на литр (см. примечание к табл. 3.7).

В природных водах рН контролируется в основном концентрацией растворенных СОг, НСОз и СОз~. Эти формы вступают в реакции и поддерживают рН в пределах относительно узких границ. Такое явление известно как поддержание рН. Принципы поддержания рН с использованием примеров приведены в Приложении 2.

Классификация состава речной воды, приведенная на рис. 3.24, является упрощенной и не всегда соответствует действительности. Например, в результате выветривания полевых шпатов (см. п. 3.4.4) могут образовываться растворы с низкой ионной силой, но в то же время богатые натрием и кремнием, которые помещаются внизу справа на рис. 3.24. Этот эффект, вероятно, определяет классификацию Риу-Негру. На состав рек может также влиять выветривание минералов-эвапоритов. Например, в дренажной системе Амазонки существует небольшое количество притоков, дренирующих участки преимущественно эвапоритовых пород. Последние имеют очень высокие общие концентрации катионов и характеризуются высокими содержаниями натрия, хлора, кальция и сульфатов из-за выветривания минералов-эвапоритов — галита и гипса. Несмотря на эти отклонения, рис. 3.24 остается удобным для сравнения факторов, контролирующих химию речной воды. Удивительно, что состав большинства крупных рек мира может быть рационально описан таким прямолинейным способом.

Наконец, напомним, что большинство почвенных вод, питающих реки и грунтовые воды, имеют околонейтральный рН и HCOJ" в виде основного аниона. Это является результатом растворения С02 в воде и кислотного гидролиза силикатов и карбонатов (см. п. 3.4.3). Общее количество слабых анионов в воде часто относят к щелочности, и они поддерживают значение рН около 8 (вставка 3.13).

3.7.3. Кремний и алюминий

Кремний мобилизуется при выветривании силикатов и переносится в природных водах в виде недиссоциированной кремниевой кислоты, H4Si04. Силикаты выветриваются медленно, поэтому скорости поступления (и концентрации) кремния в большинстве пресных вод очень низкие. Несмотря на это, в местах, где силикаты являются основным компонентом подстилающей породы или почвы, H4Si04 может быть важной составляющей среди растворенных твердых веществ пресных вод. Алюминий как правило не растворяется в процессах вывет-] ривания (см. табл. 3.8), однако становится растворимым при ' низких и высоких значениях рН. В простейшем случае различаются три формы алюминия: растворимый А13+, преобладающий в кислых условиях, нерастворимый гидроксид алюминия [А1(0Н)з], преобладающий в нейтральных условиях, и А1(ОН)4", Преобладающий в щелочных условиях:

А1(ОН)з<18) + о А1(ОН)т, (3.26)

А1(ОН)з(ТВ>«-+ Н(В0ЯН) + ЗОН,»,»,,. (3.27)

9-1822

Таким образом, растворимость алюминия зависит от рН, он нерастворим в пределах значений рН 5-9, что включает большинство природных вод. Растворимость алюминия осложняется образованием частично диссоциированных форм Al(OH)i и комплексов между алюминием и органическим веществом. Понимание контроля за растворимостью алюминия важно, поскольку его токсичность может вызвать гибель рыбы в подкисленных пресных водах.

Подкисление пресных вод происходит в том случае, если скорость замещения почвенных катионов водородом (Н+) превышает скорость поступления катионов в результате выветривания. Реакции ионного обмена [обратное направление в уравнении (3.20)] помогают поддерживать рН короткое время,

132

но для бо

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
konskie ceramika
Ремонт автостекол на Land Rover
сколько учиться на массажиста в москве с сертификатом цена
чехол на номерной знак

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)