Удивительный мир растений

Значение растительного мира в жизни человека и животных

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

Хранение цветов

Помидоры

Грибы

Ядовитые растения

Яблоневый сад

Крушина

Ягодные растения

Георгины

Статьи

Статьи на разные темы

 

 

 

 

Система углекислота-карбонат в природных водах

При рН = 8 в богатых кальцием поверхностных водах суши в присутствии атмосферного углекислого газа и осадка извести существенную роль играют следующие равновесные обменные реакции:

Система углекислота-карбонат в природных водах

Увеличение значения рН воды – вследствие улетучивания углекислого газа при повышении температуры либо из-за поглощения углекислого газа и гидрокарбоната ассимилирующими их водными растениями на свету – благоприятствует образованию карбоната, и равновесие реакции (7) смещается вправо, так что весьма легко выпадает труднорастворимый осадок извести.

Система углекислота-карбонат в природных водах

Таким образом, при отводе углекислого газа из равновесной системы углекислота-карбонат гидрокарбонат распадается на карбонат, углекислый газ и воду. В природе это может привести к повышению значения рН до 11. При величине рН такого порядка рыбы сразу же погибают. Если же, наоборот, углекислый газ поступает в равновесную систему извне, а именно при процессах дыхания живых существ, особенно в почвах и более глубоких слоях стоячих вод, откуда углекислый газ почти или совсем не может улетучиться в атмосферу, то равновесия смещаются в сторону образования гидрокарбоната. Это может привести к полному растворению извести и преобразованию карбоната в гидрокарбонат:

Система углекислота-карбонат в природных водах

Следовательно, избыток диоксида (углекислого газа)-в форме так называемой агрессивной углекислоты – растворяет карбонат, переводя его в гидрокарбонат. В частности, по этой причине в глубоководных участках моря отсутствуют известковые отложения, подобные тем, что встречаются в более мелководных зонах. Оседающие вниз известковые остатки отмерших животных из верхних слоев воды быстро растворяются на глубине; точно так же обитающие там живые существа не в состоянии построить себе нужный известковый скелет, раковину или панцирь. При выходе воды, богатой углекислотой и гидрокарбонатом, на поверхность (в виде источников) избыточный углекислый газ улетучивается в атмосферу, пока его концентрация в воде не достигнет значения, отвечающего равновесной растворимости (см. уравнение реакции 1). Параллельно протекает обратный процесс образования карбонат-ионов, которые в конечном счете соединяются с ионами кальция и выпадают в осадок в виде извести (отложение известковых туфов, натеков и накипей). Особенно наглядно проявляются процессы растворения известняков и отложения извести в карстовых областях. С повышением величины рН и температуры воды растворимость извести уменьшается. Очевидно, что в этих условиях водным животным становится легче усваивать Са + + и НСО3 /CO– –3  -ионы и осаждать их в форме извести. Ведь у животных, населяющих теплые моря, известковые раковины или домики, вообще говоря, крупнее и имеют более толстые стенки, чем у родственных им форм или видов из более про хладных областей. А кораллы вообще находят благоприятные условия для возведения своих мощных рифовых построек только вблизи поверхностных слоев воды теплых морей.

В глубоких слоях стоячих поверхностных вод в теплое время года фиксируются вертикальные отрицательные градиенты температуры и рН. Характер их изменения дает основание разделить всю толщу воды на три зоны: верхний слой – более теплый, перемешиваемый и пронизанный светом (питательный слой), тонкий подстилающий слой, в котором многие факторы испытывают скачкообразные изменения (слой скачка), и глубинный слой – прохладный, неперемешиваемый, скудно освещенный, населенный преимущественно животными и бактериями (слой разрушения).
Система углекислота-карбонат в природных водах
Система углекислота-карбонат определяется не только значениями рН кальциевых вод, но также – в зависимости от величины рН и общей концентрации растворенных компонентов – и их буферную способность по отношению к влияниям посторонних ионов, особенно водородных и гидроксильных. Буферная способность этой системы, то есть способность поддерживать постоянную величину рН, больше всего вблизи нейтральной точки (при рН ~ 7), а за пределами интервала значений рН = 4-13 полностью утрачивается. Важнейшим буферным соединением служит гидрокарбонат, способный нейтрализовать кислоты и основания:

Система углекислота-карбонат в природных водах

Гидрокарбонат, следовательно, принимает на себя более или менее значительную часть добавляемых водородных или гидроксильных ионов, благодаря чему значение рН раствора изменяется незначительно. Таким путем равновесная система углекислота-карбонат стабилизирует уровень рН воды. Высокими буферными свойствами обладает морская вода, рН которой составляет в общем от 7 до 8,5, что соответствует слабощелочной реакции. Значения рН некоторых пресных вод – в зависимости от характера водоема, глубины, времени суток или года и ряда других факторов – колеблются гораздо сильнее. Воды со слабыми буферными свойствами весьма чувствительны к вредным воздействиям добавок электролитов. Так, рН бедных кальцием ручьев может опускаться от 7 до 4 и ниже вследствие внезапного поступления в них кислот с дождевыми или талыми водами, например гуминовых кислот из остатков отмерших растений (возможно, вынесенных из кислых почв еловых лесов). Подчас это становится причиной гибели рыб. В водоемах, богатых питательными веществами, несмотря на повышенное содержание кальция, могут наблюдаться значительные временные и пространственные градиенты рН, так как баланс углекислоты в них непрерывно меняется с глубиной, со временем суток или года вследствие процессов фотосинтеза богатой водной растительности, зависимых от дневного света и постоянных процессов дыхания всех живых существ.


Смотрите также:
Кислоты и щелочи в почвах и свободной воде
Различия в кислотности поверхностных вод
Требования животных к величине рН

 



 

 

 

Rambler's Top100