词条 | 海水pH值 |
释义 | 海水pH值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值就低。 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:C,C和C。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)。 一、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。 二、pH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。 三、影响海水pH的因素 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。 |
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