海洋化学 知识点
海洋化学 整理

•第一章:• 1.海洋化学的定义是什么,研究内容是什么?海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程,以及海洋资源在开发利用中的化学问题的科学,是海洋科学的一个分支(学科定义)。
研究内容:含量、迁移、过程、通量即:①海洋环境中各种物质的含量、存在形式、化学组成及其迁移变化规律;②控制海洋物质循环的各种过程与通量,特别是海-气、海-底、海-陆、海-生等界面的地球化学过程与通量。
• 2.海洋化学和化学海洋学的定义与区别。
化学海洋学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布、化学性质和化学过程的科学,是海洋化学的主要组成部分。
海洋化学包括:化学海洋学、海洋资源化学➢◆海洋化学是研究海水或是海洋里物质的化学,是以化学为主。
➢◆化学海洋学是用化学的方法来研究海洋。
• 3.海洋中广泛存在五大化学作用分别为:氧化还原作用、沉淀溶解作用、酸碱作用、络合作用、界面作用•第二章:• 1.海水中包含各种各样的物质,分为几类,分别是什么?(p16,元素存在形态)1)颗粒物质:包括由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各类矿物所构成的颗粒无机物;2)胶体物质:包括多糖、蛋白质等构成的胶体有机物个Fe、Al等无机胶体;3)气体:包括保守性气体(N2、Ar、Xe)和非保守气体(O2、CO2);4)真正溶解物质:包括溶解于海水中的无机离子和分子以及小分子量的有机分子。
• 2.Marcet-Dittmar 恒比规律是什么?海水中常量元素基本保持恒定的原因是什么?影响海水中常量元素恒定性的原因是什么?Marcet-Dittmar 恒比规律,即表示海水的大部分常量元素,其含量比值基本上是不变的。
(意味着不管盐度从一个地方到另一个地方如何变化,海水中常量元素的比值几乎是恒定的。
)海水常量成分恒定性成因:混合作用——大洋海水通过环流、潮流、垂直流等运动,连续不断地进行混合。
体积巨大——海水体积极大,它所拥有的多种成分的总量也十分巨大,外界的影响(如大陆径流等)很难使其相对组成发生明显的变化。
海水中的化学 知识点

第三单元海水中的化学一、海洋化学资源1、海水中的物质(1)海水由96.5%的水和3.5%的溶解的盐组成。
①海水中主要有4种金属离子(Na+、Mg2+、Ca2+、K+)和2种酸根离子(Cl-、SO42-)。
当把海水蒸干时,任一金属离子和酸根离子都可以结合构成一种盐,故海水中主要的盐有:Na2SO4、NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、K2SO4、KCl。
②海水之最:含量最多的金属离子:Na+,含量最多的非金属离子或酸根离子:Cl-含量最多的非金属元素:O,含量最多的金属元素:Na海水盐分中含量最多的非金属元素:Cl。
(2)海水制镁Ⅰ.流程:Ⅱ.化学方程式:①MaCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2②Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2③MgCl2通电Mg+Cl2↑注意:①海水中原本就有氯化镁,为什么要先加石灰乳生成氢氧化镁沉淀,再加盐酸得到氯化镁呢?海水中氯化镁的含量很低,要想得到它,首先要设法使之富集。
提取镁时,如果直接以海水为原料,则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素富集;如果以卤水为原料,则在海水晒盐阶段就经过了一次富集,转化为沉淀的目的即可使镁元素进一步富集,又可除去其中的氯化钠等杂质。
②从海水中提取镁时,选择石灰乳做沉淀剂的原因是什么?因为石灰乳价廉易得,大海中富含贝壳,它们的主要成分为碳酸钙,可就地取材通过大海制得石灰乳,反应的化学方程式为:CaCO3高温CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)22、海底矿物(1)可燃冰①可燃冰——天然气水合物——固体——极易燃烧②形成:由天然气(主要成分是CH4)和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。
③优点:燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多。
燃烧后几乎不产生任何残渣或废气,被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
注意:①纯净的天然气水合物呈白色,形似白雪,可以像固体酒精一样直接被点燃,被形象的称为“可燃冰”。
海洋中的化学元素及用途介绍

海洋中的化学元素及用途介绍一、化学元素:钠海水盐分中占比最大的是氯化钠,即食盐的主要成分。
我国沿海地区从商周时期开始就有“煮海为盐”(从海水中提取氯化钠)的传统。
生活中常见的纯碱(碳酸钠)和小苏打(碳酸氢钠)等,也都是以氯化钠为原料生产的。
氯化钠还是重要的无机化工原料。
工业上通过电解饱和食盐水可以生产烧碱(氢氧化钠)和氯气等大宗化学品,这个过程被称为“氯碱工业”。
在新能源时代,钠离子电池是有望替代锂离子电池的新型可充电电池。
相比锂而言,钠的储量要多得多,有利于降低电池成本,扩大应用范围。
二、化学元素:镁海水中含量仅次于钠的金属元素是镁。
镁元素最引人瞩目的应用是制造镁合金。
镁合金是以镁为基础元素,添加铝、锌、锰、锆、稀土等其他元素构成的合金。
镁合金最大的特点是密度小,是应用于工程的最轻的金属材料之一。
镁合金还具有生物相容性,可以在人体内逐渐降解,因此常被作为植入物用于骨折固定、骨缺损修复、心血管支架等生物医用材料领域。
金属镁可以在空气中剧烈燃烧,放出耀眼的光芒,曾经被制造成镁光灯,用于照相曝光,在军事上则被用于生产照明弹。
三、化学元素:钙海水中的钙元素是构成贝类、珊瑚等海洋生物碳酸钙外壳的重要成分。
通过生物矿化作用,这些海洋生物可以把海水中的钙离子与二氧化碳溶于水产生的碳酸根离子结合起来,形成碳酸钙沉积层,从而为自己搭建一个保护壳。
贝类体内形成的珍珠,其主要成分也是碳酸钙。
珍珠不仅是名贵的珠宝,还具有药用价值。
由珊瑚虫聚集而成的珊瑚礁是一种重要的海洋环境生态系统,除了具有观赏价值、提供海产品外,还具有抵抗风浪、保护海岸的作用。
从碳中和的角度来看,由于海水中的钙离子可以吸收和固定大气中的二氧化碳,因此碳酸钙的形成和溶解是调控二氧化碳浓度的重要因素,故有海洋是一个巨大的“储碳库”之说。
四、化学元素:钾陆地上的钾矿分布不均匀,而海水中含有丰富的钾。
钾离子在人体内起着保持酸碱平衡、调节心脏功能、维持神经传导等重要作用。
海洋化学 复习重点

元素逗留时间:某元素以稳定速率向海洋输送,将海水胸该元素全部置换出来所需要的时间(单位:年)称为该元素的逗留时间。
前提条件 1.稳态 2. 元素在海洋中是均匀的海洋“稳态”原理: 海洋中各元素的含量(供给和从海水中去除)处于一种动态平衡的状态。
dA/dt=0 各元素含量不随时间改变保守性元素:海洋中的浓度表现为无变化或几乎无变化的元素。
非保守性元素:海洋中的浓度表现为随位置变化而变化的元素。
恒比规律:尽管各大洋各海区海水的含盐量可能不同,但海水主要溶解成分的含量间有恒定的比值。
海水盐度:是指海水中全部溶解固体与海水重量之比,通常以每千克海水中所含的克数表示。
海水氯度简称“氯度”:早期定义为:一千克海水中所含的溴和碘由等当量的氯置换后所含氯的总克数。
单位为“克/千克,符号为Cl‰。
为了使氯度值保持永恒性,便于相互比较,克努森和雅科布森在1940年提出新的定义:沉淀0.3285233千克海水中全部卤素所需银原子的克数,即为氯度。
标准海水:经过放置和严格的过滤处理,调整其氯度为19.38‰左右(其氯度值准确测定到0.001‰)的大洋海水。
中国标准海水由中国海洋大学生产,其氯度值与中国海平均氯度数值相近,在17—19‰左右。
实用盐度标度:将盐度为35的国际标准海水用蒸馏水稀释或经蒸发浓缩,在15℃时测得的相对电导比.绝对盐度:符号SA,定义为海水中溶解物质的质量与溶液质量的比值营养盐:一般指磷、氮、硅元素的盐类。
营养盐再生:在真光层内,营养盐经生物光合作用被吸收,成为生物有机体组成部分,生物体死亡后下沉到真光层以下,有机体分解、矿化,营养元素最终以无机化学形式返回到海水中的过程为营养盐再生。
铁假说:离子缔合:两个异号电荷离子相互接近到某一临界距离形成离子对的过程。
EH:通称氧化还原电位,氧化还原反应强度的指标。
PH:指氢离子浓度指数,是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。
1.大气的气体组成可分为不变气体成分和可变气体成分两部分:不变气体成分(11种)主要成分:N2、O2、Ar 微量成分:He、Ne、Kr、Xe、H2、CH4、N2O;可变气体成分:CO2、O3、NO2、CO、SO2、NH3、H2O2.生源: CH4、NH3、 N2O、 H2、 CS2、 OCS 光化学: CO、 O3、 NO2、 HNO3、 OH、 HO2、H2O2、 H2CO 闪电: NO、HO2 火山: SO24.真实气体( Vander Waals方程)式中,a、b为范德华常数。
海洋为主题的高中化学相关核心知识

海洋为主题的高中化学相关核心知识摘要:1.海洋与化学的关系2.海洋中的化学元素及其重要性3.海洋化学资源的开发与利用4.海洋环境保护与化学技术应用5.高中化学相关核心知识总结正文:在我们的星球上,海洋占据了约71%的表面面积,它是地球上生命和化学元素的摇篮。
高中化学课程中,海洋主题的相关知识占据了重要地位。
本文将从以下几个方面介绍海洋与化学的关系,以及高中化学相关的核心知识。
一、海洋与化学的关系海洋是地球上化学元素的大宝库,其中包括了自然界中几乎所有的化学元素。
这些元素在海洋中以各种形式存在,形成了丰富的海洋化学资源。
同时,海洋中的生物、化学和物理过程相互交织,共同塑造了海洋环境的稳定与繁荣。
二、海洋中的化学元素及其重要性1.溴:溴是海洋中最丰富的卤素元素,具有很高的化学活性。
它在医药、农业和工业领域有广泛应用,如制备灭火剂、合成药物等。
2.碘:碘是人体必需的微量元素,主要来源于海洋。
海洋生物如海带、海藻等富含碘,可通过食物链传递给人。
3.镁:镁是生物体细胞内的重要元素,对维持生命活动具有重要意义。
海洋水中含有丰富的镁,可用于制备轻合金、防火材料等。
4.稀土元素:稀土元素在海洋中分布广泛,具有独特的物理、化学性质。
它们在磁性材料、新能源、高科技领域具有重要应用价值。
三、海洋化学资源的开发与利用1.溴资源的开发:通过海水提取、离子交换等方法从海水中提取溴,应用于医药、化工等领域。
2.镁资源的开发:利用海水中的镁离子,通过晒盐、结晶等方法提取氢氧化镁,进一步制备轻合金等材料。
3.稀土资源的开发:采用离子交换、萃取等方法从海水中提取稀土元素,应用于高科技领域。
四、海洋环境保护与化学技术应用1.海洋污染治理:采用化学方法处理海洋污染物,如絮凝剂用于油污吸附、生物降解剂用于降解有机污染物等。
2.海洋生态保护:通过化学技术促进海洋生态修复,如使用生物制剂促进珊瑚生长、投放有益微生物改善水质等。
五、高中化学相关核心知识总结1.海洋化学元素分布与循环:掌握海水、生物体中化学元素的含量、分布及循环规律。
海洋为主题的高中化学相关核心知识

海洋是一个广阔的主题,涉及高中化学的许多核心知识。
以下是一些与海洋主题相关的化学核心知识:1.海洋化学:●海水盐度:海水通常含有大量的溶解盐,其中主要是氯化钠(NaCl),还有少量的其他盐类,如氯化镁(MgCl2)、氯化钙(CaCl2)等。
这决定了海水的盐度,并影响了海洋生态系统的许多方面。
●海洋酸碱度:海水的pH值通常在7.5到8.5之间,这主要是由于海水中含有碳酸盐和碳酸氢盐等弱酸盐。
海水的酸碱度对海洋生物的生存和珊瑚礁的健康有重要影响。
●海洋中的氧化还原反应:在海洋中,由于光照、氧气和有机物质的相互作用,会发生一系列的氧化还原反应。
这些反应对于海洋生态系统的能量流动和物质循环至关重要。
2.海洋生物化学:●海洋生物的能量代谢:许多海洋生物通过氧化有机物质获取能量,如藻类通过光合作用将太阳能转化为化学能。
这些能量代谢过程对于海洋生态系统的运转至关重要。
●海洋生物的物质合成:海洋中的生物通过各种途径合成有机物质,如蛋白质、脂肪和碳水化合物等。
这些物质的合成对于海洋生物的生长和繁殖至关重要。
3.海洋地化:●海洋沉积物:海洋底部的沉积物对于了解地球历史的气候变化、地质构造和地球化学循环非常重要。
不同的沉积物类型(如泥沙、珊瑚礁、矿物沉积等)可以提供关于海洋历史和地球历史的重要信息。
●海洋中的元素循环:海洋中的元素循环,如碳、氧、氮、磷等,对于地球的生物化学循环和气候变化有着重要影响。
了解这些元素的循环过程有助于理解地球的生态系统如何运作和变化。
4.海洋染与保护:●海洋污染的形式和影响:人类活动产生的污染物,如重金属、有机污染物和塑料垃圾等,会进入海洋并影响海洋生态系统的健康。
了解这些污染物的来源和影响对于保护海洋生态系统至关重要。
●海洋保护的方法和技术:为了保护海洋生态系统,需要采取措施来减少污染、保护生物多样性和防止过度捕捞等。
这包括使用可持续的渔业管理技术、实施污染控制措施和推广海洋保护教育等。
海洋中的化学

第一节海洋化学资源【知识梳理】一、海洋是巨大的资源宝库1、海水中的物质:①海水是溶液:海洋中含水96.5%,溶解在其中的盐类化合物约占3.5%,盐类物质主要有:NaCl、MgCl2、CaCl2、Na2SO4、KCl等。
②利用海水制取金属镁的原理:海水中主要含有的盐为NaCl,其次是MgCl2,利用化学反应可以将MgCl2中镁元素转化为镁单质,具体操作是:将石灰乳加入到海水中沉淀出氢氧化镁,过滤出来氢氧化镁,氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁,电解熔融状态氯化镁即能制得金属镁。
金属镁广泛用于火箭、导弹和飞机制造业。
制取熟石灰的方法:①高温煅烧石灰石:;②制熟石灰:;③④⑤化学反应原理:③:;④:;⑤:;2、海底矿物:(1)海底蕴藏常规化石燃料:煤、石油、天然气,此外,在海底还发现了“可燃冰”这种新型矿产资源。
所谓“可燃冰”是由天然气(主要成份为甲烷)和水在低温、高压下形成的冰状固体,是一种天然气水合物(CH4·H2O),因其极易燃烧,又被称为可燃冰。
可燃冰优点:①产热量高或热值大;②燃烧后不产生残渣或废气。
可燃冰被称为“未来能源”,“21世纪能源”。
思考:可燃冰燃烧后生成物有什么?请写出甲烷(CH4) 燃烧的化学方程式。
可燃冰燃烧后生成CO2和H2O。
甲烷(CH4)燃烧的化学方程式::;(2)海底蕴藏金属矿物金属矿物主要以多金属结核形式存在,主要含有锰铁镍铜钴钛等20多种金属元素。
此外,海洋中还有丰富的动植物生物资源,还能提供动力资源。
可见海洋是人类共有的巨大的资源宝库。
二、海水的淡化:地球上可供人类使用的淡水不到总水量的1%,淡水资源的短缺越来越成为制约社会发展的重要因素,从海水中获取淡水对解决淡水危机具有重大意义。
海水淡化的方法:①多级闪急蒸馏法、②结晶法、③膜法。
70%的淡化海水是采用①方法生产的。
思考:海洋是人类的共同财富,人类正在运用各种方法开发利用海洋资源,在合理开发海洋资源的同时,如何保护海洋环境?随着海洋资源的开发,海洋污染越来越严重,为保护海洋资源,可采取多种措施,如:①海洋环境立法:禁止向其中排放工业“三废”;②建立海洋保护区;③加强对海洋环境监测;④提高消除污染的技术水平等。
第八单元海水中的化学知识点

第八单元海水中的化学一、海洋化学资源1、海水中的物质(1)海水由96.5%的水和3.5%的溶解的盐组成。
①海水中主要有4种金属离子(Na+、Mg2+、Ca2+、K+)和2种酸根离子(Cl-、SO42-)。
当把海水蒸干时,任一金属离子和酸根离子都可以结合构成一种盐,故海水中主要的盐有:Na2SO4、 NaCl、MgSO4、MgCl、CaSO4、CaCl、K2SO4、KCl。
②海水之最:含量最多的金属离子:Na+,含量最多的非金属离子或酸根离子:Cl-含量最多的非金属元素:O,含量最多的金属元素:Na海水盐分中含量最多的非金属元素:Cl。
(2)海水制镁Ⅰ.流程:Ⅱ.化学方程式:①MaCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2②Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2③MgCl2通电Mg+Cl2↑注意:①海水中原本就有氯化镁,为什么要先加石灰乳生成氢氧化镁沉淀,再加盐酸得到氯化镁呢?海水中氯化镁的含量很低,要想得到它,首先要设法使之富集。
提取镁时,如果直接以海水为原料,则将其中的氯化镁转化为沉淀的过程就是为了使镁元素富集;如果以卤水为原料,则在海水晒盐阶段就经过了一次富集,转化为沉淀的目的即可使镁元素进一步富集,又可除去其中的氯化钠等杂质。
②从海水中提取镁时,选择石灰乳做沉淀剂的原因是什么?因为石灰乳价廉易得,大海中富含贝壳,它们的主要成分为碳酸钙,可就地取材通过大海制得石灰乳,反应的化学方程式为:CaCO3高温CaO+CO2↑、CaO+H2O=Ca(OH)22、海底矿物(1)可燃冰①可燃冰——天然气水合物——固体——极易燃烧②形成:由天然气(主要成分是CH4)和水在低温、高压条件下形成的冰状固体。
③优点:燃烧产生的热量比同等条件下的煤或石油产生的热量多得多。
燃烧后几乎不产生任何残渣或废气,被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
注意:①纯净的天然气水合物呈白色,形似白雪,可以像固体酒精一样直接被点燃,被形象的称为“可燃冰”。
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1海洋中存在的一些气体,如氧气、一氧化二氮、一氧化碳、甲烷等,会因为人类活动或其他生物地球化学过程的影响而偏离保守行为,故将其称为非保守的活性气体。
氮气、氩气、氙气等则不受人类活动或生物地球化学过程的影响而偏离保守行为。
2化学耗氧量(Chemical Oxygen Demand,简称COD)是以化学方法氧化水样中的还原性物质,主要是有机物,所消耗的氧化剂以氧表示的量。
3生物需氧量(Biochemical Oxygen Demand,简称BOD)是指在一定期间内,微生物分解一定体积水样中的某些可生化降解的物质,所消耗的溶解氧的量。
4从质量的角度来说,海洋中含量最多的元素是氧,约占海水总质量的85.79%。
5溶解氧在水中的溶解度随温度的升高而降低。
表层海水温度自赤道向两极高纬度地区呈逐渐降低的变化趋势,对溶解氧含量产生显著影响。
6在水体稳定度比较好且生物光合作用较强烈的海区真光层内,在海洋表面以下数十米深度,可观察到由浮游生物光合作用所形成的溶解氧极大值,其出现深度通常与初级生产力最高的层次相一致。
7溶解氧和pH 都是反映水环境健康的主要指标。
当前低氧已经成为世界范围内沿岸物理交换不良水域的一个主要环境问题。
伴随低氧现象而出现的近海局部季节性酸化现象,与开阔大洋相比危害更加显著。
典型的例子如墨西哥湾、长江口、珠江口、渤海湾季节性大范围底层酸化现象。
8pH 指溶液中氢离子的活度的负对数值,海水pH 常用实用标度表示。
在天然海水正常pH范围内,其酸碱缓冲容量的约95%是由二氧化碳碳酸盐体系所贡献。
在几千年以内的短时间尺度上,海水的pH 主要受控于该体系。
9海水的pH 一般在7.5~8.2 变化,属于弱碱性范围。
10通常海洋表层水为弱碱性,pH 在8.0~8.2。
工业革命以来海洋吸收了人类排放二氧化碳总量的1/3,对减缓全球变暖具有重要作用,但海洋持续吸收大气二氧化碳会导致pH 下降,即海洋酸化。
11海洋生物的钙化过程吸收海水中的碳酸盐,这个过程并不移除二氧化碳,却导致海水pH降低和游离二氧化碳浓度升高,反而促进海洋酸化。
12近岸上升流是海洋中重要的高生产力区,其共有的环境特征(相对于其邻近海区)是温度和溶解氧含量较低、营养盐含量较高、盐度也较高。
13海洋是地球上最大的碳库,比大气二氧化碳储库大得多。
海洋对气候变化的影响不仅在于海气间热量和其他能量的交换,而且海气间物质(二氧化碳、甲烷等)的交换同样起着重要作用,因此海洋碳储库的各种微小变化可能对大气二氧化碳产生很大的影响。
14溶解无机碳是海水中最大的碳储库,溶解有机碳是海水第二大碳储库。
15全球大洋最强的二氧化碳吸收区域位于北大西洋。
16温室气体是指大气中那些能够吸收地球表面放射的长波红外辐射、对地球有保温作用的气体。
温室气体中最重要的是水汽,它在大气中的含量不受人类活动的直接影响。
直接受人类活动影响的主要温室气体是二氧化碳、甲烷、氯氟烃和臭氧等。
17二氧化碳的温室效应为世人熟知并引起世人的重视,但其资源效应却常被忽视。
如同天然气一样,二氧化碳也可实现工业开采。
二氧化碳气田中产出的高纯度二氧化碳用途广泛,可用于食品工业,生产碳酸饮料;干冰用于人工降雨、灭火,作为清洗剂用于汽车工业、电子工业、船舶业、核工业、印刷业等;二氧化碳也可与其他化工原料一起合成尿素等。
18高二氧化碳水平下,部分海洋浮游藻类和植物类群的生长和光合作用会增强,但这不是普遍规律。
对其他物种来说,高二氧化碳和酸化会对它们的生理产生负面的影响或不产生影响。
19海洋在气候系统中的地位:①全球海洋吸收的太阳辐射(Qs)占进入大气顶的总Qs 的70%左右。
②海洋有着极大的热容量。
相对大气运动,海洋比较稳定,运动和变化比较缓慢。
③海洋是地球大气系统总二氧化碳最大的汇。
20厦门大学教授焦念志提出了海洋储碳新机制—“海洋微型生物碳泵”(Microbial CarbonPump,MCP)理论框架。
MCP 被Science 评论为“巨大碳库的幕后推手”。
海洋是地球上最大的碳库。
全球气候变暖主要是由大气二氧化碳增加所导致的,而海洋可以大量吸收二氧化碳,从而缓解气候变暖。
海洋吸收二氧化碳的已知机制是“生物泵”(BP)和“溶解度泵”(SP),而新提出的“微型生物碳泵”(MCP)是基于溶解有机碳的非沉降机制。
MCP 比BP 的储碳能力更强。
MCP 不仅储碳,而且释放氮、磷,从而促进海洋初级生产力的提升。
与SP 相比,MCP具有不可比拟的优势:不存在化学平衡移动,不会导致海洋酸化。
21海水是名副其实的液体矿藏,平均每立方千米的海水中有3 570 万吨的矿物质,世界上已知的100多种元素中,天然存在的约90 种元素除个别放射性同位素外几乎都可在海水中找到。
221772 年法国人拉瓦锡首先测定海水成分,成为第一个对海水成分进行分析的人。
23海水中的11 种主要成分:钠离子、镁离子、钙离子、钾离子、锶离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子(也包括碳酸根离子)、溴离子、硼酸分子、氟离子。
24海水中含量大于1 mg/kg 的成分为海水主要成分,除组成水分子的氢和氧以及非保守的溶解硅酸外,共11 种。
含量最高的6 种成分从高到低依次为氯、钠、硫酸根、镁、钙和钾,占海水总盐量的99%。
25盐度为海水中含盐量的一个标度,是海水最重要的理化特性之一。
海水绝对盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量之比,通常以每千克海水中所含盐分的克数表示。
海水的平均盐度约为35。
由联合国教育、科学及文化组织(UNESCO)、国际海洋考察理事会(ICES)、海洋研究科学委员会(SCOR)和国际海洋物理科学协会(LAPSO)成立的海洋用表与标准联合专家小组(JPOTS)于1978 年建立了的实用盐度标度(PSS-78)。
国际专家组提出的以在15 ℃、一个标准大气压下,电导率与盐度为35 的标准海水精确相等、质量比为32.435 6³10-3的高纯氯化钾溶液作为实用盐度标度的参考标准。
26盐度与沿岸径流量、降水及海面蒸发密切相关。
影响表层海水盐度的主要因素如下:降水量与蒸发量的对比关系,即降水量大于蒸发量,则盐度较低;有暖流经过的海区盐度较高,有寒流经过的海区盐度较低;有大量淡水注入的海区盐度偏低;海区形状越封闭,盐度就会越趋向于更高或更低。
极地等高纬度海区水分不易蒸发,也没有多少降水,但表层有夏季融冰水输入,盐度较低。
27淡水在0 ℃结冰,0 ℃即淡水的冰点。
因为海水中含有大量的盐,所以海水冰点的变化与海水盐度和密度有密切的关系。
海水的冰点低于淡水,并且随着盐度的增加而降低。
海冰盐度总是低于形成它的海水盐度,渤海的海冰盐度一般在2~5 之间,南极大陆附近大洋中海冰盐度高达22~23。
28海水沸点随海水盐度升高而升高。
盐度每升高10,海水沸点温度约升高0.16 ℃。
29赤道区海水表层为一深度不大、盐度较低的均匀层,在其下100~200 m 层,盐度出现最大值;再向下盐度又急剧降低,在水深800~1 000 m 层盐度出现最小值,然后又缓慢升高;至2 000 m 以深,基本变化很小。
30受蒸发降水的影响,世界大洋平均盐度的南北向分布特征为赤道低盐、中纬度副热带高盐、高纬度低盐。
31如果将海水中的盐全部提取出来,其重量可达5 亿亿吨。
321884 年,迪特玛通过对“挑战者”号采集的水样的精确分析,证实了海水主要溶解成分的恒比关系。
马赛特-迪特马(Marcet-Dittmar)恒比规律:海水的大部分主要成分,其含量比值基本保持恒定。
33海水中的营养盐通常是指氮、磷、硅等的无机盐类,氮、磷、硅是海洋植物生长所必需的营养元素,大洋表层水中含量较低乃至限制浮游藻类的生长。
34在受人类活动影响较小的外海,表层海水营养盐含量与海洋浮游藻类生物量的消长有明显的关系,一般情况下呈现冬季>秋季>春季≥夏季的变化趋势。
35氮、磷、硅是海洋生物生长所必需的元素,其在海水中含量的高低会影响海洋生物生产力与生态系统结构;反过来,生物活动又会对其在海水中的含量、分布产生明显影响,故称其为主要营养元素。
36溴在自然界中和其他卤素一样,基本没有单质状态存在。
它的化合物常常和氯的化合物混杂在一起,但是数量少得多。
在一些矿泉水、盐湖水(如死海)和海水中含有溴。
盐卤和海水是提取溴的主要来源。
整个大洋水体的溴储量可达100 万亿吨。
地球上99%的溴元素以溴离子(Br-)的形式存在于海水中,所以人们也把溴称为“海洋元素”。
37天然气水合物是在高压低温条件下由轻烃、二氧化碳及硫化氢等小分子气体与水结合形成的白色固态结晶物质,是一种非化学计量型晶体化合物,或称笼形水合物、气体水合物。
因其可以燃烧,俗称可燃冰。
天然气水合物具有低密度、低热传导率和低电阻率等物理特性,而其中的气体成分主要为C1~C4 的有机气体和一些非有机气体(如二氧化碳、硫化氢等)。
自然界中存在的天然气水合物的主要成分为甲烷(>90%),所以又常称为甲烷水合物。
38天然气水合物为笼形结构,形象地说,主体水分子构成笼子骨架,笼中空隙则可以充填甲烷等客体气体分子。
已发现的天然气水合物结构类型有3 种:Ⅰ型为立方体晶体结构,包含46 个水分子,2 个小空隙和6 个大空隙,仅能容纳甲烷、乙烷和部分非烃小分子,这种结构在自然界中分布最广;Ⅱ型为菱形晶体结构,包含136 个水分子,8 个大空隙和16 个小空隙,除甲烷和乙烷外,还可容纳丙烷和异丁烷等烃类分子;H 型为六方晶体结构,包含34 个水分子,有3 种不同的空隙,大的空隙可以容纳直径超过异丁烷的分子,早期仅在实验室中合成,直到1993 年才在墨西哥湾发现其天然形态。
天然气水合物分解释放出的甲烷从海底进入海水中时,会在甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌作用下发生缺氧甲烷氧化反应,从而使大量的甲烷被消耗分解。
40科学家主要利用碳同位素来研究天然气的成因与来源,例如:基于生物的同位素分馏原理,根据δ13C 值负偏程度判断天然气中的甲烷是深源气、生物气还是混合气;基于14C 的衰变原理,根据14C 含量值判断甲烷是地质来源还是湿地来源。
41金属镁与战争有着密切的关系。
除了照明弹里有镁粉外,燃烧弹里也装有镁粉。
每架飞机的外表,是用耗费近半吨镁的铝镁合金制成的。
海水中也含有大量的镁,现在人们常从海水中提取镁。
42海水中铀浓度很低,但蕴藏量巨大,约45 亿吨,是陆地上已探明的铀矿储量的2 000倍。
日本是世界上第一个开发海水铀源的国家。
日本于1986 年4 月在香川县建成了铀的海水提取厂。
43海水提铀的方法:①吸附法。
②生物富集法。
③起泡分离法,在海水中加入一定量的铀捕集剂,如氢氧化铁等,然后通气鼓泡,分离海水中的铀。
最为有效的是吸附法,因此目前对于海水提铀的研究主要集中在吸附剂的研制、吸附装置与工程实施等方面。