Состав солей мирового океана

Состав солей мирового океана

Состав солей

В морской воде в той или иной степени растворяются практически все известные в природе минеральные соединения. Общее содержание солей в воде оценивают в граммах солей на 1000 г воды, т. е. в промилле (‰). Средняя, или нормальная, соленость вод Мирового океана составляет 34,72‰. Таким образом, если испарить 1 кг воды, то в сухом остатке останется около 35 г солей. При всем многообразии химического состава солей, растворенных в воде Мирового океана, этот состав в основном определяют всего четыре наиболее распространенных соединения — хлористый натрий, или обычная поваренная соль, — 27,2‰, хлористый магний — 3,8‰, сернокислый магний — 1,7‰ и сернокислый кальций — 1,2‰. Из других солей, содержание которых ниже 1‰, можно отметить сернокислый калий, углекислый кальций и бромистый магний. В составе солей доминируют хлориды — около 88,7% и сульфаты — 10,8%, карбонаты и другие соли составляют всего половину процента всех растворенных в воде солей.

Таким образом, содержание солей в воде Мирового океана характеризуется двумя параметрами — солевым составом (какие соли растворены) и соленостью (в каком количестве).

Интересным свойством Мирового океана является выявленное еще в прошлом веке постоянство состава растворенных солей. Это тем более удивительно, что соленость вод Мирового океана меняется в зависимости от географических и климатических факторов, но солевой состав растворенных солей при этом остается постоянным. Изменяется он лишь в некоторых внутренних водоемах — морях со значительным речным стоком и некоторых изолированных заливах.

Растворенные в воде соли обычно диссоциируют, т. е. содержатся в воде в виде заряженных частиц — ионов. Среди положительно заряженных ионов в морской воде наиболее распространены катионы натрия (10,76‰), магния (1,29‰), кальция (0,40‰), калия (0,38‰) ; среди отрицательно заряженных ионов — анионы хлора (19,35‰), сульфатный анион (2,70‰), бикарбонатный анион (0,14‰) и карбонатный анион (0,07‰). Анионов в морской воде несколько больше, поэтому она имеет слабую щелочную реакцию.

Кроме солей, в морской воде растворен ряд газов; установлено также невысокое и нестабильное содержание во взвешенном состоянии ряда минеральных и органических веществ.

Сравнительно постоянен состав растворенных газов. Больше всего в морской воде содержится углекислого газа (50 мл на 1 л воды), азота (13 мл /_л), кислорода (2-8 мл /_л), аргона (0,32 мл /_л) и других газов. Растворимость газов возрастает в холодной и более пресной воде, поэтому в субполярных областях с низкой температурой воды происходит интенсивное поглощение газов из атмосферы; в экваториальной области с ее высокой температурой, наоборот, происходит выделение растворенных газов в атмосферу.

Количество газа, участвующего в этом круговороте, естественно, определяется его индивидуальной растворимостью в морской воде. Так, в воде Мирового океана сейчас содержится в растворенном и связанном виде около 1,4х10 14 т углекислоты, что в 60 раз больше ее содержания в атмосфере. Значительно меньше растворено кислорода — всего 8х10 12 т, что в 130 раз меньше, чем в атмосфере.

Углекислота играет особую роль в сохранении солевого состава Мирового океана. Примерно до глубины 4 км углекислота интенсивно поглощается водорослями в процессе фотосинтеза. В условиях недостатка углекислоты часть ионов растворимого бикарбоната переходит в ион нерастворимого карбоната, который немедленно выпадает в осадок. Поэтому в условиях небольших глубин происходит необратимое захоронение углерода в виде известковых илов, переходящих затем в известняки и доломиты. Если же осадок нерастворимого карбоната погружается глубже 4 км (в глубоководных котловинах), то здесь он, оказавшись в холодной воде с высоким содержанием углекислоты, переходит снова в растворенную форму бикарбоната; восходящие течения плотностной конвекции снова выносят его в поверхностные слои и цикл повторяется.

Таким образом происходит круговорот углекислоты в океане, сопровождающийся захоронением части углерода. По подсчетам, количество захороненного таким путем углерода в земной коре достигает 5х10 16 т при средней скорости около 2,5х10 8 т в год.

Источник

Разбираем химический состав морской воды

Морская вода – многоэлементное вещество. Начиная с XIX века, ученые с большим вниманием относятся к ее изучению.

Современный состав элементов океанических вод сформировался миллионы лет назад, с тех же времен известно и благотворное влияние на человека.

Из чего состоит?

В водах мирового океана растворены в большей или меньшей степени все элементы периодической системы Менделеева.

В процентном соотношении воды 96,5, оставшиеся 3,5 – примеси.

Химический состав морской воды разнится в зависимости от ее происхождения.

Главные ионы

В данную подгруппу, занимающую 99,98 % от общей массы примесей, входят 11 элементов:

1. Хлор (Cl).
2. Натрий (Na).
3. Сульфат.
4. Магний (Mg).
5. Кальций (Ca).
6. Калий (K).
7. Бикарбонат, иное название карбо уголь.
8. Бром (Br).
9. Барит.
10. Стронций (Sr).
11. Фтор (F).

Некоторые элементы представлены в виде минералов.

Растворенные газы

Группа инертных газов:

Биогенные составляющие

В состав подгруппы входят:

Перечисленные элементы как в чистом виде, так и в виде соединений, составляют морские организмы.

Микроэлементы

Подгруппа составляющих в концентрации менее 1*10 -6 . Сюда входит большинство элементов периодической системы.

Органические вещества

Данная подгруппа состоит из особых элементов – результатов естественных биологических процессов в океане, и аллохтонных составляющих.

Последняя группа возникает при влиянии сторонних факторов, в том числе человеческого воздействия.

Морская вода, созданная в домашних условиях, представлена аналогичным составом, но в меньшей концентрации. Основой служит пресный аналог с растворенной в нем солевой смесью.

Хим. состав, перечисленный выше, усреднен. В зависимости от географического положения водоема, а так же природных факторов, концентрация примесей может меняться.

Отличается ли в разных морях?

С учетом среднегодового климатического фона, в каждом море свой химический состав.

Процентное различие солености морей относительно океанических вод по мере убывания:

В зависимости от места забора пробы, состав элементов и их концентрация может разниться.

Каспийское море более насыщено сульфатами калия и магния, Мертвое — отличается максимальной концентрацией брома, Балтийское содержит большее количество воды и меньшее примесей. Черное море отличается богатством сероводородными соединениями. Эти воды наиболее схожи с составом крови человека.

Азовское море опреснено благодаря большим объемам поступающих речных вод. Поэтому его состав обогащен ионами натрия — 3,496, калия — 0,132, магния — 0,428, кальция — 0,172, хлора — 6,536, брома — 0,021, сульфат — 0,929, гидрокарбонат — 0,169.

Физические свойства

В зависимости от температурного режима и солености, разнятся и показатели физических свойств.

В усредненном диапазоне температуры и солености, получают следующие данные:

• 1020 — 1030 кг/м³;
• Скорость звука 1500 м/с.
• Вязкость 9,02 миллипуаз;
• Замерзание -1,9 C o ;
• Кипение 100,53 C o .

Влияние на человека

Благодаря химическому составу, морская вода благотворно воздействует на все отделы человеческого организма. Под ее влиянием ослабевают боли, улучшается циркуляция лимфы и крови, укрепляется опорно-двигательный аппарат, эндокринная, нервная и сердечно-сосудистая системы.

Концентрация элементов в морской воде придает ей антибактериальное свойство. Повышается эластичность кожи, проходят угревые высыпания и другие последствия аллергических реакций.

Благодаря содержанию солей, организм легко и комфортно ощущает себя в морской воде. Минимизируется нагрузка на суставы, а кровообращение равномерно циркулирует по всем отделам.

Заключение

Морская вода – природный кладезь химических элементов. В зависимости от ее агрегатного состояния, химического состава будут разниться и физические свойства.

Спектр применения соленой воды широк: от промышленной сферы до индустрии красоты и здоровья. Географическое расположение, климатические условия и глубина – также немаловажные факторы, влияющие на составляющие и, соответственно, свойства воды.

Источник

Морская вода: химический состав, солёность, температура замерзания

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.

Источник

Состав морской воды

Морская вода, из которой состоят океаны и моря, покрывает более 70 процентов поверхности Земли . Она представляет собой сложную смесь 96,5% воды , 2,5% солей и меньшего количества других веществ, включая растворенные неорганические и органические материалы, твердые частицы и несколько атмосферных газов .

Воду часто называют «универсальным растворителем». Многие вещества, например, соли, сахара, кислоты, основания и другие органические молекулы, можно растворить в воде. Именно поэтому загрязнение морей является серьезной проблемой в некоторых регионах мира. В статье мы расскажем про состав морской воды и всё, что с этим связано.

Соль в составе морской воды

Самое важное вещество, растворенное в океане — это соль. Она поступает из минеральных отложений, которые попадают в мировой океан через круговорот воды. Соли составляют около 3,5% от массы морской воды.

В зависимости от конкретного места содержание соли — соленость может варьироваться. Там, где морская вода смешивается с пресной, например, в устье реки, соленость будет ниже. Но там, где много испарений и мало циркуляции воды, соленость может быть намного выше. Например, Мертвое море имеет 30% солености, что почти в девять раз больше средней солености воды океана. Его называют Мертвым морем, потому что в нем могут жить очень малое количество организмов.

Плотность морской воды больше, чем у пресной, потому что в ней очень много растворенных веществ. Когда вода более плотная, она опускается на дно. Поверхностные воды обычно менее плотные и менее соленые. Температура тоже влияет на плотность. Теплая вода менее плотная, а холодная — наоборот. Эти различия в плотности создают глубокие океанические течения, которые переносят воду с поверхности на большие глубины и влияют на состав морской воды.

Химический состав морской воды

На химический состав морской воды влияет множество механизмов. Например, реки добавляют в море растворенные химические вещества в виде твердых частиц.

Гидротермальные растворы, которые циркулировали через материалы земной коры под морским дном, добавляют в состав морской воды, как растворенные, так и твердые вещества. Организмы в верхних слоях океана превращают растворенные вещества в твердые вещества, которые в конечном итоге оседают на больших морских глубинах.

Твердые частицы, попадающие на морское дно, вступают в реакцию химического обмена с окружающими растворами. Физическое смешение в океанах (термохалинная ветровая циркуляция) способствует гомогенизации химического состава морской воды.

Примерную таблицу химического состава морской воды можно изобразить следующим образом:

Солевой состав воды

Процентное содержание ионов в морской воде

Количество растворенных газов в морской воде варьируется в соответствии с типами форм жизни. Большинству живых существ нужен кислород, чтобы поддерживать работу своих клеток (как растений, так и животных), и они постоянно его расходуют.

Восполнение растворенного кислорода происходит за счет фотосинтетической активности растений (только в светлое время суток) и за счет поверхностной диффузии (в меньшей степени). Если в морской водной толще много растений, то уровень кислорода может быть довольно высоким в течение дня. Если в морской водной массе мало растений, но много животных, то уровень кислорода может быть довольно низким.

Кислород измеряется в частях на миллион (также называемых миллионными долями), а его уровни могут варьироваться от нуля до более 20 миллионных долей в умеренных водах. Он достигает показателя — 20 только тогда, когда в воде много растений, очень солнечно, много питательных веществ, а ветер взбивает поверхность воды в пену. В любой водной массе может быть обнаружено максимальное количество растворенного газа (после чего газ больше не растворяется, а пузырится на поверхности). Это максимальное количество увеличивается с понижением температуры (таким образом, массы холодной воды могут содержать больше растворенных газов).

Растворенные питательные вещества

Удобрения, такие как азот (N), фосфор (P) и калий (K), важны для роста морских растений и называются «питательными веществами». Уровень растворенных питательных веществ увеличивается из-за фекалий животных и их разложения после смерти или гибели. В поверхностных водах часто может не хватать питательных веществ, потому что фекалии и мертвые тела живых существ имеют тенденцию оседать на дно.

Питательные вещества возвращаются в поверхностные воды с помощью особого типа течения, называемого «апвеллинг», и именно в областях апвеллинга наблюдается самая высокая продуктивность морской жизни.

Кремнезем и железо также могут считаться важными питательными веществами для морской среды. В кремнеземе нуждаются диатомовые водоросли — один из основных фитопланктонных организмов, который составляет основу многих морских пищевых цепей. Совсем недавно было обнаружено, что железо является ограничивающим фактором для фитопланктона.

Хотя употребление морской воды потенциально может привести к смерти людей, польза от нее для здоровья огромна. В полной мере ощутить на себе все достоинства полноценного морского отдыха можно в элитном поселке «Золотой берег» под Одессой. Комфортабельные дома (и отдельные номера) сдаются и продаются здесь круглый год.

Источник