- •Ответы на вопросы,
- •Распространенность атомов в ос
- •3. Круговорот кислорода в окружающей среде
- •4. Круговорот азота в окружающей среде
- •5. Круговорот углерода в окружающей среде
- •6. Солнечная радиация и ее преобразование. Энергетический баланс Земли. Распределение составляющих энергетического баланса.
- •7. Основные компоненты современной атмосферы. Температурный профиль атмосферы.
- •8. Неорганические, органические компоненты атмосферы. Аэроионы.
- •Аэроионы
- •9. Химические превращения соединений в атмосфере. Реакционноспособные частицы атмосферы. Озон. Молекулярный и атомарный кислород
- •10. Химические превращения соединений в атмосфере. Гидроксильный и гидропероксидный радикалы.
- •11. Химические превращения соединений в атмосфере. Оксиды азота. Диоксиды серы.
- •12. Фотохимическое окисление метана (схема превращений). Реакции гомологов метана. Атмосферная химия углеводородов. Алкены.
- •13. Химические превращения соединений в атмосфере. Бензол и его гомологи.
- •14. Фотохимия производных углеводородов. Альдегиды и кетоны.
- •15. Фотохимия производных углеводородов. Карбоновые кислоты и спирты. Амины и серосодержащие соединения.
- •16. Фотохимия загрязненной атмосферы городов. Фотохимическое образование смога.
- •17. Атмосферная химия галогенсодержащих соединений. Влияние окислов азота и галогенсодержащих органических соединений на слой озона.
- •18. Химия загрязненной атмосферы городов. Разрушение металлов, облицовки зданий, стекол. Проблема гибели лесов.
- •19. Основные виды природных вод. Классификация вод.
- •20. Группы, типы, классы, семейства, роды вод. Общая минерализация вод.
- •21. Ведущие и редкие ионы природных вод. Классификация природных вод по составу ионов.
- •22. Энергетическая характеристика ионов. Кислотно-основное равновесие в природных водоемах.
- •23. Окислительно-восстановительные условия природных вод.
- •24. Диаграмма стабильности воды ( ре-рН ).
- •26. Общая щелочность вод. Процессы закисления поверхностных водоемов.
- •27. Основные свойства воды. Газы природных вод
- •Газы природных вод
- •30. Загрязнения грунтовых, речных и морских вод органическими остатками.
- •31. Загрязнения грунтовых, речных и морских вод неорганическими остатками.
- •2 Кислотные выбросы.
- •32. Загрязнения грунтовых, речных и морских вод тяжелыми металлами.
- •33. Коррозия металлов в водной среде. Факторы, влияющие на интенсивность процесса коррозии.
- •34. Разрушение бетона и железобетона под действием воды.
- •35. Образование почвенного слоя. Классификация почвенных частиц по крупности и механическому составу.
- •Классификация почвенных частиц по их крупности
- •35. Элементный и фазовый состав почв.
- •37. Влагоемкость, водопроницаемость почв. Различные формы воды в почве.
- •38. Почвенные растворы.
- •39. Катионно-обменная способность почв. Поглотительная способность почвы. Селективность катионного обмена.
- •40. Формы соединений алюминия в почвах. Виды почвенной кислотности.
- •41. Соединения кремния и алюмосиликаты в почвах.
- •42. Минеральные и органические соединения углерода в почве. Значение гумуса. Диоксид углерода, угольная кислота и карбонаты
- •Органические вещества и их значение
- •43. Подразделение гумусовых веществ почвы.
- •44. Гумус. Специфические гумусовые соединения.
- •Фульвокислоты
- •45. Неспецифические гумусовые соединения. Негидролизуемый остаток.
- •46. Гумусовые кислоты почв.
- •47. Антропогенное загрязнение почв. Кислотное загрязнение.
- •48. Антропогенное загрязнение почв. Влияние тяжелых металлов на состояние почв и развитие растений.
- •49. Антропогенное загрязнение почв. Пестициды в почве.
- •50. Антропогенное загрязнение почв. Влияние водно-солевого режима на состояние почвы.
21. Ведущие и редкие ионы природных вод. Классификация природных вод по составу ионов.
Все воды планеты представляют собой растворы разного состава и различной концентрации. Среди растворенных в воде веществ можно выделить пять групп: главные ионы; биогенные элементы (С, Н, N, Р, Si, Fe, Mn), из которых состоят организмы; растворимые в воде газы: О2, N2, CО2, углеводороды и инертные газы; микроэлементы; органические вещества. Химический состав примесей пресной воды сильно отличается от состава примесей морской. Основные ионы речных вод: Са2+, Mg2+, Na+, K+, НСОз-, SО4-, Сl-. В речной воде преобладают карбонаты и гидрокарбонаты; из катионов наибольшие концентрации имеют кальций и магний. Однако химический состав пресных вод (рек, озер, грунтовых вод) значительно варьирует и зависит преимущественно от трех факторов: химии элементов, режимов выветривания, биологических процессов (см. далее).
Подавляющую часть морской соли составляют не карбонаты, а хлориды. В этом состоит главное отличие морской воды от речной. К тому же солевой состав морской воды (на всей Земле!) постоянен - это главнейшая закономерность в химии океана.
Концентрация растворенных солей определяет величину солености океана. Соленость определяется как вес в граммах неорганических ионов, растворенных в 1 кг воды. Семь ионов (Na+, Mg2+, К+, С1- , I-, SО42-, НSOз-) составляют более 99 % от всех ионов в морской воде, и соотношения их, напомним, постоянны во всех океанах Земли. Следовательно, на основании анализа одного иона можно по пропорции вычислить концентрацию всех остальных и соленость. Плотность морской воды, как и передача света и звука, зависит от солености. Соленость измеряется по проводимости электрического тока через воду (электропроводность). Измеренные значения выражаются относительно известного стандарта; таким образом, соленость не имеет единицы измерения, хотя во многих старых учебниках солености выражают как части на тысячу (ppt или %о) граммов на литр.
Воды открытого океана имеют средние значения солености 32-37, в большинстве около 35. В дельтах значения падают до величины ниже 1 по мере приближения к источнику пресной воды. В гиперсоленых средах соленость может превышать соленость морской воды, достигая значений более 300.
Важной химической характеристикой поверхностных вод является водородный показатель (рН). Выделение CO2 в результате дыхания и разложения вызывает понижение рН в природных водах, потому что при соединении СО2с водой образуется слабая (слабодиссоции-рующая) кислота Н2СОз:
Н2О + СО2 ↔ Н2СОз ↔ Н2СОз + Н+ (3.1)
С другой стороны, поглощение CO2 в процессе фотосинтеза приводит к уменьшению количества Н2СОз и Н+, т. е. к росту рН. Отсюда можно утверждать, что рН в водах регулируется равновесием СО2 и карбоната кальция:
Н2О + СО2 ↔ Н2СОз (3.2)
СаСОз (тв) + Н2СОз ↔ Са2+ + 2НСОз-. (3.3)
Видно, что повышение количества СО2 увеличивает содержание Н2СОз, что, в свою очередь, вызывает уменьшение содержания карбоната кальция, а уменьшение содержания СО2 приводит к осаждению карбоната кальция. Вода, содержащая Н2СОз и НСОз-, обладает буферными свойствами, поэтому достаточно большие изменения концентрации Н+ могут не приводить к сильному изменению рН.
Результирующие соотношения между молекулами и ионами, атмосферным СО2 и твердым карбонатом кальция приводят к формированию буферного раствора с рН = 8,0 - 8,4. При этом не исключено, что активность органического вещества или другие локальные причины могут образовать на некоторое время более низкие (до б) и более высокие (до 10) значения рН.
Существенной характеристикой, особенно важной для нормального протекания фотосинтеза, является прозрачность воды. За условную прозрачность морской воды принята глубина моря, на которой белый диск диаметром 30 см становится невидимым.
Важной характеристикой природных вод является их жесткость. Как известно, различают жесткость карбонатную (временную) и некарбонатную (постоянную). Первая обусловлена присутствием в воде бикарбонатов - Са(НСОз)2 и Mg(HCО3)2, вторая - сульфатами
CaSО4 и MgSО4 или их хлоридами. Карбонатная жесткость устраняется кипячением или прибавлением к воде Са(ОН)2
Са(НСОз)2 + Са(ОН)г → 2СаСОз↓ +2Н2О. (3.4)
Постоянная жесткость устранима прибавлением к воде соды:
CaSО4 + Na2CO3 → СаСОз↓+ NaSО4 (3.5)
Сумма временной и постоянной жесткости воды составляет общую жесткость, выраженную в миллиграмм-эквивалентах ионов Са2+ и Mg2+ на литр воды. Вода с жесткостью менее 4 мг-экв/л называется мягкой, от 4 до 8 - средней, от 8 - 12- жесткой, больше 12 мг-экв/л -очень жесткой. Жесткость отдельных естественных вод колеблется в весьма широких пределах. Для открытых водоемов она часто зависит от времени года и погоды. Наиболее «мягкой» природной водой является атмосферная вода, почти не содержащая растворенных солей.