Аргентометрический метод достаточно прост и, как показывает многолетний опыт, может применяться на любых научных судах. Метод обеспечивает точность до 0,02 , что отвечает требованиям многих океанологических задач, но не свободен от некоторых недостатков. Во-первых, чтобы определить соленость этим методом, нужно поднять пробу воды на борт судна в гидрохимическую лабораторию, а это технически ограничивает число обрабатываемых образцов. Во-вторых, основной применяемый реактив, азотнокислое серебро, весьма дорогое вещество. Но главное заключается в том, что метод определения солености по хлорности сегодня не отвечает требованиям быстроты, массовости и непрерывности измерений.
S = 1,80655Cl .
Формула Кнудсена и составленные по ней таблицы использовались для определения солености океанологами всего мира более шестидесяти лет, пока в 1963 г. не было предложено новое, более компактное соотношение между соленостью и хлорностью:
Представленное соотношение часто называют формулой Кнудсена, по имени председателя комиссии. При определении хлорности аргентометрическим методом в итоге получают содержание всех галогенов, присутствующих в морской воде, то есть сумму ионов хлора, брома и йода, но количество хлора в этой сумме составляет 99,9%.
S = 0,030 + 1,805Cl .
Более половины всех растворенных в морской воде компонентов, а именно 55%, составляет ион хлора. Учитывая постоянство солевого состава, можно, определив концентрацию хлора (хлорность) в пробе морской воды, рассчитать затем не только общую концентрацию солей (соленость), но и массовую долю каждого из главных ионов. На этом принципе основан самый распространенный в первой половине прошлого века аргентометрический метод определения солености, названный так, потому что в качестве главного химического реактива в нем применяется раствор азотнокислого серебра. Зависимость между соленостью и содержанием хлора была определена в конце XIX в. специальной комиссией Международной конференции по исследованию морей и выражается уравнением
(при общей концентрации 35,16 )
Количественное содержание главных ионов в морской воде
В открытом океане отношения Na : Cl, K : Cl, SO4 : Cl, Br : Clпрактически представляют собой константы. В отношениях к хлору магния, стронция, фтора и борной кислоты иногда регистрируются небольшие отклонения. Важно отметить, что постоянство солевого состава справедливо только для открытых районов океанов. Оно не соблюдается в устьевых областях крупных рек, а также в морях, имеющих слабый водообмен с океаном и потому заметно опресненных (как Черное и Балтийское), а также полностью изолированных (Каспийское).
Для морской воды с соленостью близкой к средней океанской содержание главных ионов представлено в табл. 1. Доля всех остальных растворенных в морской воде элементов пренебрежимо мала, она составляет менее 0,01% от общего количества солей и потому для большинства морских гидрохимических исследований может считаться несущественной.
Исследования, проведенные в области химии моря к настоящему времени, показывают, что в морской воде растворены все химические элементы, встречающиеся на Земле. При этом 99,9% всех растворенных в океане веществ могут быть составлены из первых 20 элементов таблицы Менделеева. Большинство солей присутствуют в морской воде в виде ионов, незначительная часть соединений находятся в коллоидной или суспензионной форме. К главным ионам принято относить такие, концентрация которых в морской воде превышает 0,001%, а именно: анионы Cl-, SO42-, HCO3-, Br-, CO32-, F- и катионы Na+, Mg2+, Ca2+, K+ и Sr2+.
Постоянство солевого состава получило название закона Дитмара, по имени английского химика, доказавшего это важное свойство морской воды в 1884 г. Как писал известный советский гидрохимик О.А. Алёкин, «это положение установлено твердо и может считаться главнейшей закономерностью в химии океана, сформулированной следующим образом: в воде открытого океана независимо от абсолютной концентрации количественные соотношения между концентрациями главных ионов всегда одинаковы».
Современный солевой состав морской воды удалось достаточно точно определить после обработки результатов кругосветной британской экспедиции на корвете «Челленджер» (1872 1876 гг.). Тщательный химический анализ 77 проб морской воды, взятых в разных районах Мирового океана, привел к интересным выводам, из которых наиболее важный о постоянстве солевого состава. Оказалось, что в пробах морской воды разной солености взаимные количественные соотношения основных ионов всегда остаются неизменными.
Предыдущую публикацию см. в
Портал одного из залов Океанографического музея в Монако
Доклад, прочитанный в День учителя географии 2 апреля 2009 г.
Деев,канд. геогр. наук, старший научный сотрудник кафедры океанологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Мировой океан. Основные параметры морской воды
Проблемные и отраслевые вопросы физической географии
Мировой океан. Основные параметры морской воды | Газета «География» 20/2009
Комментариев нет:
Отправить комментарий