第二章 海水的化学组成(化学海洋学)
海水组成恒定定律
海水组成恒定定律海水是地球上最广泛分布的天然水体，其组成及特性对地球生态系统具有重要影响。
海水的化学组成是多方面环境过程的结果，同时也受到多种因素的影响。
然而，在许多情况下，海水的化学组成可以遵循一种恒定的定律，即海水各组分的含量比例基本保持稳定。
海水中的主要元素海水主要由水以及各种盐类组成，其中主要元素包括氯(Cl)、钠(Na)、镁(Mg)、硫(S)、钙(Ca)、钾(K)等。
除此之外，海水中还含有微量元素如锌、铁、锰、铬等。
这些元素的含量可以通过化学分析确定，研究表明它们之间存在一定的比例关系。
恒定定律的原理在海水的化学组成中，氯离子是最多的，其次是钠离子。
这两种离子的比例在不同海域中相对固定，被称为“地球海水中的氯－钠比例”，通常为1.16:1。
这种比例的恒定性表明海水的化学组成在某种程度上是受到控制的。
形成定律的机制海水中各种盐类元素来源于陆地、岩石的侵蚀，由河流输送至海洋。
而地球上各地的陆地和岩石成分不同，导致不同海域的海水盐度也有所差异。
然而，氯、钠元素主要来自地壳中的矿物，其相对含量相对较稳定，因此构成了海水中的固定比例。
应用与意义海水组成恒定定律的发现对于研究海洋和地球环境具有重要意义。
利用这一定律，可以推断不同海域之间的水体交换情况，分析海水中的盐度变化对生态系统的影响，甚至指导海水淡化工艺的发展。
同时，海水组成恒定定律也为地质学、地球化学等领域的研究提供了重要参考。
总之，海水组成恒定定律揭示了海水中各元素之间的稳定比例关系，为我们理解海洋环境提供了重要线索，也为环境科学的发展提供了新的思路和方法。
只有充分理解和利用这一定律，我们才能更好地保护海洋生态系统，实现人类与自然的和谐共生。
《海洋学(第二版)》第二章 海水的物理和化学性质 PPT
在不同压力下纯水与海水的热膨胀系数随 温度的变化
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（五）绝热变化
绝热提升时，压力减小，体积膨胀，对外做功， 消耗内能导致温度降低；绝热下沉时，压力增加， 体积减小，外力对海水微团做功，增加其内能使 温度增加。 位温：某一深度海水绝热上升到海面时温度称该 深度海水的位温。比现场温度低。
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第二节 海水盐度
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四、实用盐标
为使盐度的测定脱离对氯度测定的依赖， JPOTS（海洋用表与标准联合专家小组 ） 又提出了1978年实用盐度标度（the Practical Salinity Scale， 1978），并建立 了计算公式，编制了查算表 。
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实用盐度的固定参考点：
配制一种浓度为32.4356‰高纯度的KCl溶液， 它在“一个标准大气压力”下，温度为15℃时， 与氯度为19.374‰（盐度为35.000‰）的国际 标准海水在同压同温条件下的电导率恰好相同 ， 把这一点作为实用盐度的固定参考点。
第二章 海水的物理和 化学性质
主要内容
第一节 海水温度和热性质 第二节 海水盐度 第三节 海水密度 第四节 海洋光学现象 第五节 海洋声学现象 第六节 海水中的营养盐
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第一节 海水温度和热性质
一、海水温度 表示海水冷热的物理量。
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二、海水的热性质
（一）比热 热容：海水温度升高 （ 热容：海水温度升高1K（或1℃）时所吸收的热 ℃ 单位记为J/K或记为 ℃。 或记为J/℃ 量，单位记为 或记为 比热容：单位质量海水的热容，单位记为J·kg比热容：单位质量海水的热容，单位记为 1·℃-1 。 ℃ 1m3海水降低1℃放出的热量可使3100m3的空气升 高1℃。 海洋对气候的影响是不可忽视的。
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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。
海水的主要成分化学式
海水的主要成分化学式
海水是地球上最常见的液体之一，它主要是由各种无机物质组成的。
海水中包
含许多元素和化合物，这些成分对海洋生物和地球生态系统都起着至关重要的作用。
我们来看一下海水的主要成分及其化学式。
主要成分
氯化钠（NaCl）
氯化钠是海水中含量最丰富的物质之一，其化学式为NaCl。
它是普通食盐的主要成分，也是海水中呈现咸味的原因。
氯化镁（MgCl2）
氯化镁是海水中的另一个主要成分，其化学式为MgCl2。
氯化镁在海水中起着
调节细胞内外渗透压的作用，对海洋生物的生存和生长至关重要。
硫酸钠（Na2SO4）
硫酸钠是海水中的一种重要盐类，化学式为Na2SO4。
它可以在海水中与其他
盐类形成沉淀，影响海水的PH值和离子平衡。
硫酸镁（MgSO4）
硫酸镁也是海水中的主要成分之一，其化学式为MgSO4。
硫酸镁在海水中的含量较高，对海洋生物的代谢和生长有重要影响。
其他成分
除了以上主要成分外，海水中还包含微量元素如钾、钙、氟等，以及各种有机
物质和浮游生物。
这些成分共同构成了海水的复杂组成，维持着海洋生态系统的平衡和稳定。
综上所述，海水中的主要成分化学式包括氯化钠、氯化镁、硫酸钠、硫酸镁等，它们共同构成了海水的特有化学特性，对地球生态系统和人类生活都具有重要意义。
对海水成分的研究将有助于更好地理解海洋环境的变化和保护海洋资源的重要性。
海水的成分比例
海水的成分比例
海水的成分复杂且多样化，以下是一些主要的常量元素：
1.氯化物：海水中氯化物的含量最高，为19.3%。
其中主要是氯化钠，占到了总量的88%，其次是氯化镁、氯化钙等。
2.硫酸盐：硫酸盐是海水中第二大类常见盐分，总含量为1.3%。
其中以硫酸镁、硫酸钙为主。
3.碳酸盐：海水中碳酸盐的含量约为0.02%，其中以碳酸钙为主。
4.溴和碘：海水中溴和碘的含量较低，但仍是海水的重要成分。
二者的含量与来源和海洋环境密切相关。
此外，海水中还含有一些微量元素，如锌、铜、铅、铁等，这些元素的含量通常较低，但在海洋生物的生存和生长中具有重要作用。
海水的化学组成受到许多因素的影响，如海洋循环、生物地球化学过程、气候变化等。
这些因素会不断改变海水的成分比例，从而影响海洋生态系统。
海水中的化学含习题
第二单元 海水中的化学知识梳理：一、海洋化学资源海洋中蕴藏着丰富的资源，海洋需要科学合理的开发利用，为人类造福。
本部分复习可从了解海洋中的物质到从海洋中提取相关物质的思路进行复习。
1、海水中的物质：（1）物质种类：水（96.5％）和可溶性盐（3.5％）（2）离子种类：Cl - 、Na + 、SO 42 -、Mg 2+、Ca 2+、K +2、海底矿物：（1）化石燃料：煤、石油、天然气（2）新型矿产资源：天然气水合物（可燃冰）――未来能源、21世纪能源。
甲烷燃烧的方程式：CH 4+2O 2=点燃==CO 2+2H 2O（3）多种金属矿物：多金属结核（锰结核）3、海洋资源：（1）分类：化学资源、矿产资源、动力资源、生物资源。
（2）保护措施：海洋环境立法、建立海洋自然保护区、加强海洋环境监测、提高消除污染的技术水平。
二、海洋工业：通过本部分复习，进一步了解如何从海水中提取我们需要的物质。
充分体现化学与社会的密切关系。
1、海水淡化：从海水中获取淡水，解决日益加剧的淡水危机淡化的方法有（1）蒸馏法（2）结晶法 （3）膜法。
（都是物理方法）其中最常用的是多级闪急蒸馏法。
海水与淡水的鉴别：分别取样加入硝酸银溶液和稀硝酸，产生大量白色沉淀的是海水，没有沉淀（或沉淀很少）的是淡水。
2、海水制镁：（3） 原理：将石灰乳加入海水或卤水中，沉淀出氢氧化镁，氢氧化镁再与盐酸反应生成氯化镁，电解熔融状态的氯化镁，就能制得金属镁。
（2）生产流程：海水或卤水→氢氧化镁→氯化镁→氯化镁晶体→熔融氯化镁→镁（3）化学方程式：MgCl 2＋Ca(OH)2＝Mg (OH)2↓＋CaCl 2Mg (OH)2＋2HCl ＝MgCl 2＋2H 2O讨论并明确：从海水中提取MgCl 2时，经历了“MgCl 2→Mg (OH)2→MgCl 2”，的转化过程，这样做的目的是： 将MgCl 2富集起来，获得比较纯净的MgCl 2.通电 MgCl 2 Mg ＋Cl 2↑3\海水晒盐：从海水中获取食盐，解决生产、生活中需求的大量食盐（1）原理：蒸发海水使其中的无机盐（主要是食盐）结晶（2）生产流程：海水→蒸发池→结晶池→粗盐和母液（又称苦卤）原料也可采用海水淡化后的残液晒盐，更经济快捷。
海洋中的微量元素
✓另一个特性是可以与油等物质混合，具有 较广泛的融合能力。这些特点使超临界水 能够产生奇异功能。
现代海水的化学组成
单位Pmol/kg 单位Pmol的含义:中文意思是皮摩尔 ➢1摩尔（mol）＝1000毫摩尔(mmol) ➢1毫摩尔(mmol)＝1000微摩尔(μmol) ➢1微摩尔(μmol) = 1000纳摩尔（nmol） ➢1纳摩尔（nmol）=1000皮摩尔（pmol） ➢ 1皮摩尔（pmol）=1000飞摩尔（fmol）
金云母
• 金云母（Phlogopite），母是白云母类矿物 中的一种，它是含铁、镁和钾的一种铝硅 酸盐。金云母成分中的铁如果不算多的话， 它就可以作为电绝缘材料，因而有着重要 的作用。
金云母
蛇纹石
• 蛇纹石是一种含水的富镁硅酸盐矿物的总称，如 叶蛇纹石、利蛇纹石、纤蛇纹石等。它们的颜色 一般常为绿色调，但也有浅灰、白色或黄色等。 因为它们往往是青绿相间像蛇皮一样，故此得名。 蛇纹石的结构常会有卷曲状，像纤维一样。这样 的蛇纹石常被当作石绵用。块状或纤维状的蛇纹 石都会具有光泽，块状如蜡，纤维状如丝。人们 将蛇纹石当作建筑用材料，有些可当作耐火材料， 颜色好看的还可以制成装饰品或工艺品。除此以 外，蛇纹石还可用来制造化肥。
• 1546年，G.阿格里科拉首次在地质文献中， 用basalt这个词描述德国萨克森的黑色岩石。 汉语玄武岩一词，引自日文。日本在兵库 县玄武洞发现黑色橄榄玄武岩，故得名。
玄武岩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
①发育于深海洋脊的玄武岩。大致以每年1.5×1010吨速率自洋脊涌出 ②发育于洋盆内群岛和海山的玄武岩。一般由拉斑玄武岩和碱性玄武岩 复合构成，其成因可能与上地幔热柱活动有关。 ③发育于岛弧和活动大 陆边缘的玄武岩。一般近深海沟一侧和早期发育的是拉斑玄武岩，规模大 分布广.
海水中的化学(教案)
海水中的化学教学目标：1. 了解海水的组成和性质2. 学习海水中的主要化学成分及其作用3. 探索海水资源的利用和保护教学准备：1. 教学PPT或教案2. 海水样品（如果可能的话）3. 实验器材（烧杯、试管、滴定管等）4. 参考资料和书籍教学时间：45分钟第一章：海水的组成和性质1.1 导入：介绍海水的定义和重要性1.2 讲解海水的组成（水、盐类、气体、生物分子等）1.3 介绍海水的性质（盐度、温度、密度等）1.4 互动环节：学生提问、讨论第二章：海水中的主要化学成分2.1 介绍海水中的主要盐类（氯化钠、硫酸镁等）2.2 讲解盐类的溶解度、离子化等性质2.3 介绍海水中的其他化学成分（矿物质、有机物质等）2.4 互动环节：学生提问、讨论第三章：海水资源的利用和保护3.1 介绍海水淡化的方法和原理3.2 讲解海水中的盐类提取技术（如蒸发法、离子交换法等）3.3 探讨海水资源的利用（如海水农业、海水能源等）3.4 介绍海水资源保护的重要性及其措施3.5 互动环节：学生提问、讨论第四章：海水化学实验4.1 介绍实验目的和原理4.2 演示实验步骤（如海水采样、盐类提取等）4.3 学生实验操作（根据实际情况可选）4.4 实验结果分析4.5 互动环节：学生提问、讨论第五章：总结与展望5.1 回顾本章内容，巩固知识点5.2 学生展示海水化学相关的研究项目或案例5.3 探讨海水化学的发展前景及其对人类的影响5.4 互动环节：学生提问、讨论教学评价：1. 学生课堂参与度2. 学生实验操作和结果分析能力3. 学生课后作业和研究报告的质量4. 学生对海水化学知识的掌握程度第六章：海水中溶解的气体6.1 介绍海水中溶解的气体（氧气、二氧化碳、氮气等）6.2 讲解气体的溶解度与海水温度、压力的关系6.3 探讨溶解气体对海洋生物和环境的影响6.4 互动环节：学生提问、讨论第七章：海洋生物与化学7.1 介绍海洋生物体内外的化学物质（如蛋白质、核酸、毒素等）7.2 讲解海洋生物对海水化学成分的适应和影响7.3 探讨海洋生物在生态系统中的作用及其与化学的关系7.4 互动环节：学生提问、讨论第八章：海洋污染与化学8.1 介绍海洋污染的类型和来源（如工业废水、油污等）8.2 讲解海洋污染对海水化学成分的影响及其危害8.3 探讨海洋污染的防治措施和化学修复技术8.4 互动环节：学生提问、讨论第九章：海洋资源的开采与利用9.1 介绍海洋资源的开采（如海底矿产、油气等）9.2 讲解海洋资源利用的化学原理和技术（如海底采矿、海水淡化等）9.3 探讨海洋资源开采与环境保护的平衡9.4 互动环节：学生提问、讨论第十章：未来海水化学的研究方向10.1 回顾本课程所学内容，总结海水化学的重要性和应用领域10.2 介绍海水化学领域的前沿问题和研究方向（如气候变化、海洋酸化等）10.3 鼓励学生提出自己的研究想法和创意10.4 互动环节：学生提问、讨论教学评价：1. 学生课堂参与度2. 学生对海洋污染、海洋生物与化学等知识点的理解和应用能力3. 学生实验报告和研究成果的质量4. 学生对海水化学未来研究方向的兴趣和思考程度重点解析本文教案主要涵盖了海水的组成、性质、主要化学成分、资源的利用与保护、溶解的气体、海洋生物与化学、海洋污染、资源开采与利用以及未来研究方向等内容。
海水的化学式
海水的化学式海水的化学式是H2O，即二氧化氢（Hydrogen Dioxide）。
海水是由水分子组成的溶液，它含有丰富的元素和化合物，其中最重要的组成部分是水分子。
水分子由两个氢原子和一个氧原子组成，这三个原子之间以共价键相互联系，形成一个分子。
水分子的化学式是H2O，它代表着氢原子两个，氧原子一个。
在水分子中，氢原子在水分子中承担着两个电子，而氧原子则承担六个电子，从而形成一个氢氧分子，也就是海水的基本组成部分。
海水中还含有大量的其他元素和化合物，如氯离子、硫酸根、硫酸盐、硅酸根和碳酸根等。
它们的化学式分别为Cl-、SO42-、Na2SO4、SiO32-、CO3 2-等。
大多数元素和化合物的浓度都很低，但它们在海水中占有重要的地位，可以影响海水的性质和特性。
海水的化学成分是十分复杂的，它不仅含有水分子，而且还含有丰富的元素和化合物，例如氯离子、硫酸根、硫酸盐、硅酸根和碳酸根等，它们的化学式分别为Cl-、SO42-、Na2SO4、SiO32-、CO3 2-等。
海水的化学组成是非常复杂的，它的组成元素及其化合物的种类和浓度会随着海洋的不同部位而有所不同。
海水具有重要的生物学功能，它提供了大量的生物物质，如氧、氮、磷等，以及提供海洋生物必需的微量元素，如钙、镁、钠、铜、锌等，它们对海洋生物的生长发育具有重要作用，使海洋生物能够正常生长发育。
海水具有十分特殊的化学性质，它的pH值通常在7.5到8.5之间，非常稳定，而且其酸碱平衡也很稳定，可以消除环境的变化。
此外，海水中还含有大量的盐分，这些盐分可以抵消海水中的离子，使海水保持非常稳定的pH值和酸碱平衡。
总之，海水的化学式是H2O，是由两个氢原子和一个氧原子组成的氢氧分子，它不仅含有水分子，而且还含有大量的元素和化合物，这些元素和化合物组成了海水独特而又复杂的结构，使海水具有重要的生物学功能和稳定的化学性质，使之成为一个自然界中最重要的液体。
化学海洋知识
化学海洋知识化学海洋知识汇总关注海洋，起航梦想。
青少年，尤其中学生是我国未来海洋事业发展的生力军。
为使的青少年了解海洋，认识海洋，热爱海洋，以下是店铺精心整理的化学海洋知识，希望对大家有所帮助。
1、化学海洋学研究的内容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。
可概括为：含量、迁移、过程、通量2、现代海水的化学组成（1）元素存在形态①海洋物质：②颗粒物质：由海洋生物碎屑等形成的颗粒有机物和各种矿物所构成的颗粒无机物；③胶体物质：多糖、蛋白质等构成的胶体有机物和Fe、Al等无机胶体；④气体：保守性气体（N2、Ar、Xe）和非保守气体（O2、CO2）；⑤真正溶解物质：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。
实际工作中，一般以孔径为0.4或0.2μm的滤膜过滤海水，被滤膜截留的称为颗粒物，通过滤膜的称为溶解物质，其中包含了胶体物质（操作性定义）。
（3）恒比规律海水的大部分常量元素，其含量比值基本上是不变的。
原因：水体在海洋中的移动速率快于加入或迁出元素的化学过程的速率。
（4）海水常量组分组成非恒定性的影响因素①河口区：河水输入对区域恒比规律有一定影响②缺氧海盆：细菌的还原作用，使SO42-被还原为H2S，进而可通过形成FeS2、ZnS、CuS等沉淀将迁出水体，由此导致海水中的SO42-/Cl-非常低，偏离恒比规律。
③海冰的形成：海冰形成时，仅少量离子结合进入海冰，导致盐卤水常量组分比值偏离恒比规律。
海冰形成时，SO42-结合进入冰体，导致海冰具有高SO42-/Cl-比值，而残余水的SO42-/Cl-比值较低。
海冰形成过程中，CaCO3沉淀在海冰中的形成也会导致Ca/Cl比值的变化。
④矿物的沉淀与溶解：海洋中文石或方解石的沉淀会导致海水中Ca2+浓度的减少，而文石或方解石在深层水中的溶解可导致Ca2+浓度增加约1%，这就导致海水中Ca/Cl比值的变化。