Хлориды в морской воде

Хлориды в морской воде

Морска́я вода́ — вода морей и океанов. Солёность Мирового океана составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰), с колебаниями от 3,4 до 3,6 % (34-36 ‰). Это значит, что в каждом литре морской воды растворено 35 граммов солей (в основном хлорида натрия). Это 0,6 моль/литр (в предположении, что вся соль представляет собой NaCl, что на самом деле не так) [1] .

Содержание

Свойства морской воды [ править | править код ]

Солёность [ править | править код ]

В океанах солёность воды почти повсеместно близка к 3,5 %, однако в морях вода имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря и восточная часть Средиземного моря. Солёные озёра, такие как Мёртвое море, могут иметь значительно больший уровень содержания солей.

Морская вода слабощелочная, pH варьируется в пределах от 7,5 до 8,4. Относительно высокая стабильность pH связана с наличием карбонатной буферной системы [2] [3] [4] . Несколько меньшее значение для поддержания pH имеет боратная система [5] . Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой [6] .

Химические элементы (по массе)

Элемент Процент Элемент Процентное содержание
Кислород 85,7 Сера 0,0885
Водород 10,8 Кальций 0,04
Хлор 1,9 Калий 0,0380
Натрий 1,05 Бром 0,0065
Магний 0,1350 Углерод 0,0026
Общий молярный состав морской воды [7]

Компонент Концентрация (моль/кг) H2O 53,6 Cl − 0,546 Na + 0,469 Mg 2+ 0,0528 SO4 2− 0,0283 Ca 2+ 0,0103 K + 0,0102 C 0,00206 Br − 0,000844 B 0,000416 Sr 2+ 0,000091 F − 0,000068 Au 3+ 0,00000000002

Биогенные вещества [ править | править код ]

Биогенные элементы необходимы для живых организмов. К ним относят фосфор, азот (в неорганических соединениях) и (для некоторых организмов) кремний. Важную роль играют металлы, встречающиеся в следовых количествах [8] .

Содержание биогенных веществ в морской воде непостоянно, и различается в зависимости от места, глубины и времени взятия пробы. Обычно их содержание минимально у поверхности, возрастает до максимума до глубины 1000—1500 метров, и затем снова плавно снижается. Содержание фосфатов может резко повышаться у дна океана [9] .

При апвеллинге вода поднимается к поверхности и приносит туда содержащиеся в ней биогены.

Растворённые газы [ править | править код ]

Контактируя с атмосферой, морская вода обменивается с воздухом содержащимися в нём газами: кислородом, азотом и углекислым газом. Эти же газы попадают в морскую воду в результате химических и биологических процессов, протекающих в океане. Некоторое количество газов вносится в океан с речной водой.

Количество газов, растворенных в морской воде, зависит от их растворимости и от парциального давления в воздухе. С повышением температуры растворимость газов и, соответственно, содержание их в морской воде уменьшается.

Соотношение растворенного кислорода и азота в морской воде отличается от их соотношения в атмосфере. Из-за лучшей растворимости кислорода концентрация его в воде относительно выше, его соотношение с азотом 1:2 [10] .

В анаэробных условиях в воде может накапливаться сероводород — например, в Черном море на глубине более 200 метров.

Физические свойства [ править | править код ]

Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от температуры и солености. При солености, превышающей 24 ‰, температура максимальной плотности становится ниже температуры замерзания [11] — при охлаждении морская вода всегда сжимается, и плотность её растет [12] .

Скорость звука в морской воде — около 1500 м/с.

Свойства морской воды с солёностью 35 ‰: [1]

Морская вода Чистая вода
Плотность при 25 °C, г/см 3 : 1,02412 0,9971
Вязкость при 25 °C, миллипуаз: 9,02 8,90
Давление пара при 20 °C, мм. рт. ст.: 17,35 17,54
Температура максимальной плотности, °C: -3,52 (переохлаждённая жидкость) +3,98 [1]
Точка замерзания, °C: -1,91 0,00
Поверхностное натяжение при 25 °C, дин/см: 72,74 71,97
Скорость звука при 0 °C, м/с: 1450 1407
Удельная теплоёмкость при 7,5 °C, Дж/(г·°C): 3,898 4,182

Геохимическое объяснение [ править | править код ]

Научное объяснение появлению солёной воды в море было положено работами Эдмунда Галлея в 1715 году. Он предположил, что соль и другие минералы вымывались из почвы и доставлялись в море реками. Достигнув океана, соли оставались и постепенно концентрировались. Галлей заметил, что большинство озёр, не имеющих водной связи с океанами, имеют солёную воду.

Читайте также:  Венгерская порода кошек

Теория Галлея отчасти верна. Вдобавок к ней следует упомянуть, что соединения натрия вымывались из дна океанов на ранних этапах их формирования. Присутствие другого элемента соли, хлора, объясняется его высвобождением (в виде хлороводорода) из недр Земли при извержениях вулканов. Атомы натрия и хлора постепенно стали основными составляющими солевого состава морской воды.

Непригодность для питья [ править | править код ]

Морская вода непригодна для питья из-за высокого содержания солей и минеральных веществ, для выведения которых из организма требуется воды больше, чем её выпитое количество. Однако после опреснения такую воду можно пить.

В 1950-х годах французский врач и путешественник Ален Бомбар экспериментально доказал, что морскую воду можно без вреда для здоровья пить в небольших (порядка 700 мл/сутки) количествах в течение 5—7 дней [13] . См.также Физиологическая адаптация. Распреснённая морская вода соленостью в 3-4 раза ниже океанической (не более 8—11 промилле) в некоторых заливах, лагунах, эстуариях, куда впадают крупные реки, таких морях, как Азовское, Балтийское, Каспийское, намного менее вредна, чем океаническая, и может понемногу применяться для питья и выживания в чрезвычайных ситуациях. Аналогичное достигается, если разбавить океанскую воду пресной как минимум в соотношении 2:3.

Морская вода в гигиене [ править | править код ]

В Гонконге морская вода широко используется в сливных системах туалетов. Более чем 90 % из них используют для смыва именно морскую воду в целях экономии воды пресной. Начало этой практике было положено в 1960-х и 1970-х годах, когда добыча пресной воды стала затруднительна для жителей бывшей британской колонии.

Распространение морских льдов

Площадь распространения морских льдов меняется по сезонам от 9 до 18 млн км² в Северном полушарии и от 5 до 20 млн км² в Южном. Максимальное развитие ледяного покрова в Северном полушарии наблюдается в феврале-марте, а в Антарктике — в сентябре-октябре. В целом на земном шаре морские льды с учетом сезонных колебаний покрывают 26,3 млн км² при средней толщине покрова около 1,5 м. Морские льды образуются во всех морях Северного Ледовитого океана. Зимой они формируются также в Беринговом, Охотском, Азовском, Аральском и Белом морях, в Финском, Ботническом и Рижском заливах Балтийского моря, в северных частях Японского и Каспийского морей и временами на северо-западном побережье Черного моря.

В Арктике выделяют шесть градаций однолетних и многолетних льдов, различающихся по толщине и времени их существования. Однолетний лед называется тонким при толщине 30-70 см, средней толщины — от 70 до 120 см и толстым — более 120 см. Двухлетние льды имеют толщину 180-280 см, трех- и четырехлетние — 240-280 см. Толщина многолетних льдов достигает 280-360 см. В период максимального развития ледяного покрова в Северном Ледовитом океане многолетние льды занимают 28% общей площади, двухлетние — 25%, однолетние и молодые — 47%.

В Южном полушарии ледяной покров развивается с апреля по сентябрь концентрически вокруг Антарктиды. Многолетние льды там практически не встречаются, а двухлетние занимают менее 25% площади максимального развития льдов.

Морские льды образуются под совместным воздействием теплоотдачи с поверхности воды в атмосферу, переохлаждения воды и при наличии ядер конденсации. Все физико-химические свойства морского льда зависят от солености воды, из которой он образовался. Так как температура замерзания морской воды непостоянна и понижается по мере роста солености воды, то образование морского льда происходит более медленно, чем пресного льда.

Природная вода никогда не бывает химически чистой. Даже атмосферная влага содержит различные примеси (растворенные газы, пыль, микроорганизмы и т. п.), которые улавливаются ею из воздуха. Химический состав гидросферы в целом оценивают по составу морских и океанических вод.

Содержание растворенных в морской воде химических соединений определяется или в массовых долях процента, или в промиллях, и называется соленостью. Средняя соленость океанической воды равна 34,5 %. Это означает, что в 1 л воды содержится 34,5 г соли (промилле равно 0,1% и обозначается как ‰). В воде растворено 0,48 · 10 23 г солей.

Читайте также:  Как понять что у кота бешенство

Несмотря на ряд физико-химических, биологических и геологических процессов, происходящих в морской воде, ее солевой состав практически постоянен (это константа планеты Земля). Особенно это относится к районам, удаленным от береговой линии. Меняется лишь концентрация растворенных веществ, главную массу которых составляет поваренная соль (NaCl).

Химические элементы морской воды находятся в различных соединениях, главные из которых приведены в табл.

Таблица — Главные составные части морской воды

Химические соединения Содержание г на 1 000 г воды % всей массы солей
Хлориды: (88,64)
хлористый натрий (соленый вкус) 27,2 77,758
хлористый магний (горький вкус) 3,8 10,878
Сульфаты: (10,802)
сернокислый магний 1,7 4,737
сернокислый кальций 1,2 3,600
сернокислый калий 0,9 2,465
Карбонаты: (0,532)
углекислый магний 0,1 0,315
бромистый магний 0,1 0,217
Другие вещества (0,026)
Сумма 35,0 100,0

Наименьшая соленость (почти ноль) наблюдается близ устьев рек. В приполярных областях из-за таяния льдов соленость океанической воды снижается до 33 и даже до 31‰.

Значительно более изменчива соленость воды в морях, особенно имеющих слабую связь с океаном или полностью ее утерявших. Соленость в таких морях может сильно изменяться в зависимости от интенсивности испарения, определяемой климатом, стока пресных вод с континента и других условий.

Примером моря с повышенной соленостью может служить Красное море, в которое не впадает ни одна река с окружающей его пустынной суши, имеющей большое испарение. На юге соленость моря еще близка к солености прилежащих участков Индийского океана и равна 39‰, но на севере, в Суэцком и Акабском заливах, она достигает 41‰, а зимой повышается даже до 52‰. Придонные воды центральной части Красного моря имеют необычайно высокую соленость. Здесь на глубине 2 тыс. м советской экспедицией на исследовательском судне «Академик С. Вавилов» была установлена соленость 280,7‰.

Наоборот, Черное море, расположенное в более холодном климате, где испарение происходит менее интенсивно, и принимающее в себя пресные воды таких мощных речных артерий, как Дунай, Днестр, Днепр, Дон, Кубань, имеет соленость всего 18‰ – в активной части, 1–9‰ – у берегов. В Азовском море соленость составляет 11–13‰. Еще более низкой соленостью обладает Балтийское море, на опреснение которого влияют те же причины. Соленость его на западе – 7‰, а в Ботническом и Финском заливах падает до 2–5‰. В восточном конце Финского залива, близ Санкт-Петербурга, в так называемой Невской губе, или в Маркизовой луже, она понижается даже до 1‰.

В некоторых замкнутых бассейнах соленость воды в разных их частях изменяется еще резче. Классическим примером может служить Каспийское море, в настоящее время полностью потерявшее связь с океаном и фактически превратившееся в озеро. Близ устьев крупных рек (Волги, Урала, Терека, Куры) вода в Каспии сильно опреснена (7,5‰). В северо-восточной зоне вода бывает настолько пресной под влиянием нагона сюда юго-западными ветрами воды из р. Урала, что местные жители используют ее для хозяйственных надобностей. А в заливе Кара-Богаз-Гол, который расположен в условиях весьма засушливого климата и почти совсем лишен притока пресных вод с суши, соленость достигает 186‰ – величины, при которой начинается выпадение из воды некоторых растворимых солей (мирабилита).

В последние десятилетия из-за уменьшения притока речных вод уменьшается глубина Аральского моря и возрастает соленость воды. Даже в наиболее глубоководной – западной его части соленость достигает около 60‰, а в восточной, испаряющейся части моря еще больше (раньше было 10–12‰).

Соленость морской воды изменяется как во времени, так и в пространстве. Это обусловлено непостоянством соотношения между испарением с водной поверхности (Е) и фактором опреснения вод (атмосферные осадки Р, речной сток Q, таяние льда и т. д.). В периоды и в районах, характеризующихся резким преобладанием Е над (P + Q), концентрация солей возрастает. Так, в тропической и субтропической зонах сохраняется соотношение Е > (P + Q). Поэтому между 15 и 25о широты каждого полушария отмечается самая высокая соленость открытой части Мирового океана, составляющая 37,5‰ и несколько более. У экватора обильные осадки значительно превосходят испарение Р >> Е. Поэтому здесь соленость воды на поверхности чаще всего ниже средней (34,0–34,7‰). В умеренных и высоких широтах обычно наблюдается неравенство Е

Читайте также:  Продажа котят севастополь
| следующая лекция ==>
Температура и др | Ресурсы Мирового океана

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 6075 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Океаны и моря занимают две трети поверхности планеты, а морская вода составляет 96% всех водных ресурсов Земли.

По своим свойствам она очень сильно отличается от привычной для нас пресной воды: к примеру, из-за повышенной солёности у неё другая температура замерзания. Поэтому море начинает покрываться льдом не при нулевой температуре, а лишь после того, как столбик термометра опустится немного ниже нуля.

Солёность морской воды

Средний показатель солёности Мирового океана составляет 3,47%, т.е. каждый литр морской воды содержит 34,7 граммов соли. Однако солёность воды не везде одинакова: в Красном море она достигает 4,1%, а в Балтийском море – всего 0,7%, причём в отдельных районах опускается даже до 0,2%. Этот показатель зависит от гидрологического режима морей и океанов: чем выше приток в море пресной речной воды, тем менее солёным оно будет. Красное море практически не пополняется пресной водой, поэтому содержание соли в его воде столь высоко.

Воды океанов тоже отличаются по солёности: меньше всего соли обнаружено в воде Северного Ледовитого океана, поскольку она пополняется не только речными стоками, но и таянием ледников. При этом колебания солёности носят сезонный характер: зимой концентрация соли возрастает, а летом снижается. Наиболее солёным океаном является Атлантический, причём самая высокая концентрация соли в его воде располагается в полосе, протянувшейся от Средиземного до Карибского моря.

Химический состав морской воды

Учёные считают, что в глубокой древности вода морей и океанов была не настолько солёной, как сейчас, и что уровень солей в ней понемногу растёт. Вода, выпадающая в виде осадков на сушу, просачивается через почву и горные породы, по пути растворяя и вбирая в себя соли, содержащиеся в минералах. Затем реки приносят эту воду назад в океан, где она испаряется – а соли остаются в море. Накопление солей происходит очень медленно, поэтому изменения невозможно отследить современными наблюдениями.

По своему химическому составу морская вода чрезвычайно богата: в ней можно обнаружить едва ли не все элементы таблицы Менделеева. Основу солевого раствора составляет хлористый натрий, или обычная поваренная соль – примерно 77,8% от всех растворённых в морской воде соединений. Около 11% веществ приходится на долю хлористого магния, который придаёт воде характерный горьковатый привкус. Примерно по 3-3,5% приходится на сульфаты магния, кальция и калия, по десятым долям процента – на карбонаты магния. Остальные соединения составляют ничтожно малые доли процентов.

Замерзание морской воды

Из-за большого количества растворённых солей морская вода замерзает при более низкой температуре, чем пресная. Чем выше солёность, тем ниже должна опуститься температура, чтобы начался процесс образования льда. В среднем, этот показатель составляет -1,9°С.

Процесс замерзания морской воды чрезвычайно интересен.

  1. В воде образуются отдельные кристаллики льда, превращая воду в кашеобразную массу – снежуру.
  2. Мелкие кристаллики снежуры становятся более крупными, переходя в фазу шуги. Если из-за шторма шуга попадает на палубу корабля, то мгновенно примерзает к ней, покрывая судно ледяной коркой.
  3. При дальнейшем падении температуры в морской воде образуются тонкие ледяные иглы, окружённые солью.
  4. Постепенно иглы располагаются в воде строго вертикально. На поверхности воды их основания напоминают пятна жира, плавающие в бульоне, из-за чего эта стадия замерзания получила название сала.
  5. Иглы, из которых состоит сало, начинают смерзаться, образуя хрупкую и прозрачную корку, которую называют ниласом или склянкой. На вкус этот лёд оказывается солёным, так как между пресными ледяными иглами остаются капельки солёной воды.

Морская вода быстрее остывает у берега, чем в открытом море, образуя ледяную корку – так называемый припай.

Во время штормов припай разламывается волнами, а затем ветер и течения могут уносить их довольно далеко от берега. Иногда среди обломков встречаются огромные льдины, или ледяные поля, встреча с которыми создаёт проблемы для морских судов.

Ссылка на основную публикацию
Хламидиоз у кошек лечение препараты
Хламидиоз у кошек и котов – это высококонтагиозное (очень заразное) заболевание, которое характеризуется вялостью, апатией, скованностью движений, воспалением слизистой век...
Фото черных стаффордов
Как утверждают знатоки собачьих пород, стаффордширский терьер – это хороший компаньон и верный друг, который не проявляет агрессии к незнакомым...
Фото щенков йоркширского терьера в 1 месяц
Среди маленьких пород собак йоркширский терьер является одной из самых известных и популярных. Эти крохи идеально подойдут для содержания в...
Хлориды в морской воде
Морска́я вода́ — вода морей и океанов. Солёность Мирового океана составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰), с колебаниями от...
Adblock detector