Состав морской воды и свойства

Глава 1. Химические и физические свойства морской воды

В Северном и Южном полушариях соотношение поверхности суши и воды неодинаково:

В Южном полушарии вода занимает 81%

В Северном полушарии вода занимает 61%

Материки в большей или меньшей степени разобщены между собой , тогда как воды океана образуют непрерывное водное пространство на поверхности земного шара , которое называется Мировым океаном . По физико-географическим особенностям последний подразделяется на отдельные океаны , моря , заливы , бухты и проливы.

Океан — крупнейшая часть Мирового океана , ограниченная с разных сторон не связанными между собой материками.

С 30-х годов ХХ в принято деление на 4 океана : Тихий , Индийский , Атлантический , Северный Ледовитый ( раньше Южный Ледовитый).

Расчленяющий Мировой океан материки определяют естественные границы между океанами. В высоких южных широтах таких границ нет и они здесь принимаются условно : между Тихим и Атлантическим по меридиану мыса Горн ( 6804 ‘з.д.) , от острова Огненная земля до Антарктиды ; между Атлантическим и Индийским — от мыса Игольный по меридиану 20в.д. ; между Индийским и Тихим — от мыса Юго — Восточный на о. Тасмания по меридиану 14655’.

Площади океанов в процентах от общей площади Мирового океана составляют ;

В каждом их океанов выделяются моря и представляющие собой более или менее обособленные и достаточно обширные районы океана , обладающие собственным гидрологическим режимом , соединяющая под влиянием местных условий и затрудненного водообмена с прилегающими районами океана.

Моря по степени их обособленности от океана и физико-географическим условиям делятся на три основные группы :

3. межостровные моря

Средиземные моря окружены со всех сторон сушей и сообщаются с океаном одним или несколькими проливами. Они характеризуются максимальной обособленностью природных условий , замкнутостью циркуляции поверхностных вод и наибольшей самостоятельностью в распределении солёности и температуры.

К таким морям относятся : Средиземное , Чёрное , Белое моря.

Полузамкнутые моря частично ограниченны материками и отделены от океана полуостровами или цепью островов , пороги в проливах между которыми затрудняют водообмен , но он всё же осуществляется значительно свободней чем в средиземных морях.

Пример : Берингово , Охотское , Японское моря которые отделены от тихого океана Алеутскими , Курильскими , Японскими островами.

Окрайные моря являются более или менее открытыми частями океана , отделенными от океана полуостровами или островами.

Водообмен между морями этого типа и океаном практически свободен. На формирование системы течений и на распределение солёности и температуры в равной мере влияют и материк и океан. К окрайным морям относятся : арктические моря , кроме Белого.

Межостровные моря — это части океана , окруженные кольцом островов , пороги в проливах между которыми препятствуют в какой-то свободному водообмену. В результате влияния океана природные условия этих морей подобны природным условиям океана. Имеет место некоторая самостоятельность в характере течений и рспределение температуры и солёности на поверхности и на глубине этих морей. К морям такого типа относятся моря Восточно — Индийского архипелага : Сулу , Целебаское , Бенда , Яванское и др.

Более мелкими подразделениями океана являются заливы , бухты и проливы. Различие между заливом и бухтой достаточно условное.

Заливом называют часть моря , вдающуюся в сушу и достаточно открытую для воздействия прилегающих вод. Наиболее крупные заливы : Бискайский , Гвинейский , Бенгальский , Аляска , Гудзонов , Анадырский др.

Бухтой называют небольшой залив с устьем уже самого залива , ограниченный островами или полуостровами , несколько затрудняющими водообмен между бухтой и прилегающим водоёмом. Пример Севастопольская , Золотой Рог , Цемеская и др.

На севере глубоко вдающиеся в сушу заливы куда обычно впадают реки , называют губами ,на дне губы имеются следы речных отложений , вода сильно опреснена.

Крупнейшие губы: Обская , Двинская , Онежская и др. Извилистые , низкие , глубоко вдающиеся материк заливы , образовавшиеся в связи с ледниковой эрозией , называют фиордами.

Лиманом называют затопленную морем устьевую часть речной долины , или балки , в результате незначительного опускания суши. Лагуной называют : а) неглубокий водоём , отделённый от моря в результате отложения наносов в виде берегового бара и соеденённый с морем узким проливом ; б) участок моря между материком и коралловым рифом или атолла.

Проливом называют относительно узкую часть Мирового океана, соединяющую два водоёма с достаточно самостоятельными природными условиями.

1.2. Химический состав и солёность морской воды

Морская вода отличается от пресной вкусом , удельным весом , прозрачностью, цветом , более агрессивным воздействием. Благодаря сильно выраженной полярности и большому дипольному моменту молекул , вода обладает большой диссоциирующей способностью. Поэтому различные соли растворены в ионно-дисперсной форме , и морская вода по существу является слабым , полностью ионизированным раствором со щелочной реакцией , что определяется превышением суммы эквивалентов катионов в среднем на 2,38мг-экв/л ( щелочной раствор).Приведённое к вакууму весовое количество , выраженное в граммах растворённых в 1 кг морской воды , при условии , что все галогены замены эквивалентным количеством хлора , все карбонаты превращены в окислы, и органические вещества сожжены , принято называть соленостью морской воды. Обозначается солёность символом S. За единицу солёности принимают 1 г солей , растворённых в 1000г морской воды , и называют промилле , обозначая знаком %0 . Среднее количество минеральных веществ , растворённых в 1 кг морской воды , составляет 35г и ,следовательно , средняя солёность мирового океана равна S = 35%0.

Теоретически в морской воде находятся все известные химические элементы , но их весовое содержание различно. Выделяют две группы элементов , содержащихся в морской воде.

1 группа . Главные ионы океанской воды.

Источник

Морская вода

Морская вода – вода морей и океанов. Ее соленость составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰) и колеблется от 3,4 до 3,6 % (34-36 ‰).

Морская вода и ее свойства: соленость, температура замерзания, pH, плотность, скорость звука, теплопроводность:

Морская вода – вода морей и океанов.

Солёность морской воды в Мировом океане составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰) и колеблется от 3,4 до 3,6 % (34-36 ‰). Это означает, что в каждом литре морской воды растворено около 35 граммов солей (в основном хлорида натрия NaCl) или 0,6 моль/литр (если предположить, что вся соль представлена NaCl).

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.

В устьях рек, вблизи тающих ледников или вследствие больших количеств осадков (например, муссонов) морская вода может быть существенно менее соленой.

Соленость в изолированных водоемах может быть еще значительно больше – примерно в десять раз выше, как например имеет место в Мертвом море (хотя Метвое море морем в прямом понимании не является, а является бессточным солёным озером). Солёность Мертвого моря составляет 300-310 ‰, а в некоторые годы доходила до 350 ‰.

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.

Температура замерзания морской воды уменьшается с увеличением концентрации соли. При обычной солености она замерзает примерно при -2,0 °C . Самая низкая температура, при которой замерзала морская вода составляла -2,0 °C, была зарегистрирована в 2010 году под антарктическим ледником.

При охлаждении морская вода превращается в «морской лёд».

Морская вода слабощелочная. pH варьируется в пределах от 7,5 до 8,4. Однако общепринятой эталонной шкалы рН для морской воды не существует. Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках (у устья рек и пр.) величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой.

Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от ее температуры и солености. При температуре 25 °С, солености 3,5 % и давлении 1 атм плотность морской воды составляет 1023,6 кг/м 3 . Глубоко в океане под высоким давлением плотность морской воды может достигать 1050 кг/м 3 или более. При охлаждении морская вода всегда сжимается, вследствие чего ее плотность растет.

Скорость звука в морской воде составляет около 1500 м/с и изменяется в зависимости от температуры воды, ее солености и давления. Для сравнения: скорость звука обычно составляет около 330 м/с в воздухе при давлении 1 атм.

Теплопроводность морской воды составляет 0,6 Вт/мК при 25 °С и солености 3,5 %. Теплопроводность уменьшается с увеличением солености и увеличивается с увеличением температуры.

Удельная электрическая проводимость морской воды обычно составляет 5 См /м.

Сравнение характеристик пресной (чистой воды) воды и морской воды:

Наименование показателя	Морская вода с солёностью 35 ‰	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
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

Химический состав морской воды:

В морской воде в виде солей растворены практически все химические элементы из таблицы Д.И. Менделеева. Из 118 известных химических элементов 70 найдено в океанских и морских водах. По сути, морская вода содержит неисчерпаемые запасы нужных и важных для человека химических элементов, правда, в малых концентрациях.

Ниже в таблице № 1 приводится элементный состав морской воды с соленостью 3,5 %. В ней приведены химические элементы, имеющие значительную концентрацию в морской воде. В таблице № 2 приводятся химические элементы, имеющие малые концентрации.

Химический элемент	%% по массе
Кислород	85,84
Водород	10,82
Хлор	1,94
Натрий	1,08
Магний	0,1292
Сера	0,091
Кальций	0,04
Калий	0,04
Бром	0,0067
Углерод	0,0028

Химический элемент	%% по массе
Гелий	7,2·10 -10
Литий	0,000018
Бериллий	6,0·10 -11
Бор	0,00044
Азот	0,00005
Фтор	0,00013
Неон	1,2·10 -8
Алюминий	5,0·10 -7
Кремний	0,0001
Фосфор	7,0·10 -6
Аргон	0,000045
Скандий	1,5·10 -10
Титан	1,0·10 -7
Ванадий	1,5·10 -7
Хром	6,0·10 -8
Марганец	2,0·10 -7
Железо	3,0·10 -7
Кобальт	8,0·10 -9
Никель	2,0·10 -7
Медь	3,0·10 -7
Цинк	5,0·10 -7
Галлий	3,0·10 -9
Германий	6,0·10 -9
Мышьяк	2,3·10 -7
Селен	4,5·10 -8
Криптон	2,1·10 -8
Рубидий	0,000012
Стронций	0,00081
Иттрий	1,3·10 -9
Цирконий	2,6·10 -9
Ниобий	1,0·10 -10
Молибден	1,0·10 -6
Технеций	0
Рутений	7,0·10 -11
Родий	—*
Палладий	—
Серебро	1,0·10 -8
Кадмий	5,0·10-9
Индий	1,0·10 -11
Олово	1,0·10 -9
Сурьма	2,0·10 -8
Теллур	—
Йод	6,0·10 -6
Ксенон	5,0·10 -10
Цезий	5,0·10 -8
Барий	3,0·10 -6
Лантан	3,4·10 -10
Церий	1,2·10 -10
Празеодим	6,0·10 -11
Неодим	2,8·10 -10
Прометий	0
Самарий	4,5·10 -11
Европий	1,3·10 -11
Гадолиний	7,0·10 -11
Тербий	1,4·10 -11
Диспрозий	9,1·10 -11
Гольмий	2,2·10 -11
Эрбий	9,0·10 -11
Тулий	2,0·10 -11
Иттербий	8,0·10 -11
Лютеций	1,5·10 -11
Гафний	8,0·10 -10
Тантал	2,0·10 -10
Вольфрам	1,2·10 -8
Рений	1,0·10 -10
Осмий	—
Иридий	—
Платина	—
Золото	5,0·10 -9
Ртуть	5,0·10 -9
Таллий	1,0·10 -10
Свинец	3,0·10 -9
Висмут	2,0·10 -9
Полоний	2,0·10 -18
Астат	0
Радон	6,0·10-20
Франций	—
Радий	1,0·10 -15
Актиний	—
Торий	4,0·10 -12
Протактиний	2,0·10 -23
Уран	3,3·10 -7
Нептуний	0
Плутоний	0
Америций	0
Кюрий	0
Берклий	0
Калифорний	0
Эйнштейний	0
Фермий	0
Менделеевий	0
Нобелий	0
Лоуренсий	0
Резерфордий	0
Дубний	0
Сиборгий	0
Борий	0
Хассий	0
Мейтнерий	0
Дармштадтий	0
Рентгений	0
Коперниций	0
Нихоний	0
Флеровий	0
Московий	0
Ливерморий	0
Теннессин	0
Оганесон	0

Источник