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Marine Chimica Fisica |
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3Al2Si2O5 (OH) 4 (solido) 2 K Gong 2KAl3Si3O10 (OH) 2 (solido) 3 H2O Interazione Elementi in acqua di mare con una solida interazioni teoriche particelle sono principalmente di tre tipi: ① R.O. James e TW Healy e proporre La teoria di adsorbimento chimico; ② W. Sturm, PW Xin Dele, CW Davis, JO Leckie e ha presentato la teoria della complessazione superficiale; ③ Zhang Zheng-Bin, teoria dello scambio Liu Liansheng proposto superficie scarpata di litio (ligando). Tre punti di forza, sono ancora in fase di sviluppo. Nello studio specifico, effettuato di più è il più antico e il tasso di cambio di ioni (o assorbimento rate) e il rapporto di pH. Il più studiato scambiatore di ioni inorganici è ossido idrato, seguito da minerali argillosi, fluorite, che coinvolge 20 tipi di oligoelementi. Dal rapporto di scambio ionico rate-pH tra modello a forma di S ottenuti o inversa S-, azione processo dedotta è uno scambio cationico o scambio anionico, la posizione della curva e la portata della dimensione e della forza di interazione dedotto carica di scambio ionico . Oligoelementi in acqua di mare il ruolo di particelle solide isoterme comunemente riportati sono: ① Freundlich formula empirica con l'espressione appropriata, cioè ε = ɑ (M) b. Dove ε è la capacità di scambio (o la quantità di adsorbimento), (M) di elementi della concentrazione all'equilibrio soluzione, ɑ e b sono coefficienti. Dan Qiaoya giustizia e altre prove di oligoelementi in acqua di mare (20 o giù di lì), nel ruolo di ossido di ferro idrato seguire questo stile. Questa è la più famosa marina chimica isoterma. ② equazione Langmuir con la corrispondente espressione. Quali Zn, Pb, Cu, Cd SiO2 e γ-Al2O3 nel ruolo, Co, Zn, Ca, Na in δ-MnO2 sul ruolo. Questo stile è stato ampiamente utilizzato come equazione di Freundlich. ③ con entrambe Freundlich e di Langmuir due formule che esprimono Caratteristiche(Dove N è la massima capacità di commutazione). Può ottenere una buona corrispondenza con i risultati sperimentali. I tre semplice formula può essere spiegato solo isoterma. Al fine di promuovere l'uso di più complesso isoterma di questa occasione, ma anche migliorato la formula è la formula per gli parametri regolabili. ④ con solida formula classificazione superficie per l'espressione della teoria di scambio ionico. I dove Ki è il prodotto di formazione di fase costante scambio ionico, Kj è la formazione di una sostanza insolubile costante. Questa è una isoterma comune. Può essere espresso non solo già in oceano chimica isoterma, e può essere misurata con l'espressione del "passo passo" e "Scambio Ionico - Deposizione" di tipo nuovo isoterma. Composizione Particelle solide Marine principalmente composti da minerali argillosi, ossidi metallici e materiale organico composto da tre. Questo rispettivamente tre, e il ruolo di oligoelementi in un gran numero di risultati sperimentali sono riportati, ma tra i tre componenti del cambio di metallo che svolgono un ruolo determinante, ciascun Casa variano. Generalmente considerato il più grande percentuale di minerali argillosi, oligoelementi, anche se si a scambio ionico, ma lo scambio non è, soprattutto dal ruolo di "vettore"; contenuto di ossido idrato percentuale è piccolo, ma la grande quantità di scambio ionico, alcuni studiosi ritengono che Essa può essere il ruolo del protagonista e oligoelementi; sostanza organica ed elementi in tracce in genere hanno un forte effetto complessante (o chelante). Nella combinazione organica di entrambe le particelle solide facili e nel caso, può essere oligoelementi in acqua di mare con particelle solide del ruolo chiave della sostanza. Alcuni studiosi hanno proposto la presenza di particelle solide in acqua di mare, rispettivamente composti del, modello inorganici inorganici ed organici stabilito conseguenza e modello organico, e poi con l'interazione di questi elementi con la teoria delle particelle solide e tempo elementare di rimanere nella fase nell'oceano combinati, il trattamento quantitativo, l'acqua può essere tratta dalla materia organica svolge un ruolo importante nella conclusione. Tuttavia, la natura del ruolo di materia organica e regole quantitative, in attesa di ulteriori studi. Ricerca nel settore Su oligoelementi in acqua di mare interazione cinetica di particelle solide in acqua di mare uranio (Ⅵ) in idratata meccanismo di estrazione di titanio, vi è una percezione come segue: ① disponibile "Diffusion - superficie di adsorbimento e trasformazione - Chimica Reazione - desorbimento - proliferazione "meccanismo cinque fasi di espressione; ② in condizioni dell'acqua marina, la velocità di processo è controllato dalla diffusione pellicola; processo misurata sperimentalmente energia di attivazione Ea di 8,5 (kcal / mol) per il fitness e altra letteratura ha riferito che la diffusione attivazione vicino energetico; ③ attraverso l'acqua durante uno studio di pH e studi di spettroscopia a raggi infrarossi sono descritte meccanismo di "chimica" è un passo di scambio cationico o 'complessato reazione strizzacervelli ", l'ordine di reazione n = 1. Influenzare Temperatura e pressione sull'equilibrio chimico degli oceani Gli oceani sono spesso trattati Essi descrivono come un incubatore, in stagioni diverse, le temperature raramente superano la variazione verticale 30 ° C, che possono avere origine nel mare della vita è una condizione importante. Tuttavia, questa variazione ciclica di temperatura, l'acqua è sufficiente per fare alcuni fisiche - chimiche, come l'ossigeno disciolto, si verifica un cambiamento significativo. D'altro canto, ambiente chimico marino come un'altra caratteristica, la pressione statica. 1 dalla superficie al profondo oceano fondo pressione 1.000 atm, che interessa vari equilibrio chimico nel mare. Temperatura e pressione non solo sul coefficiente di attività dell'acqua di mare, la presenza di elementi in forma di acqua di mare e il suo ruolo nelle particelle solide hanno un impatto trascurabile, ma anche per l'ossidazione dell'oceano - riduzione, acqua coefficiente di diffusione, prodotto di solubilità, ecc hanno una certa influenza. Distribuzione della temperatura e della pressione sull'impatto solfato di acqua di mare è un esempio. Effetti della temperatura e della pressione sulla costante di equilibrio può essere stimata: La ricerca dimostra che ci sono due effetti della pressione sul metodo del bilancio, ① parziale metodo volume molare, i prodotti e reagenti parziale molare volume di calcolo-Δ Feng; ② legge costante di equilibrio, che le misurazioni ottenute direttamente attraverso il. I principali sali e ioni di acqua di mare, non solo è preciso valore più sperimentale misurato, e, in teoria, alcuni studiosi hanno proposto diversi metodi di calcolo, rispettivamente, quantitativi e formule, è stato più coerente con i risultati sperimentali. Poi dalla formula precedente, per stimare la sollecitazione sugli effetti del sistema di ricerca. Ocean ossidazione - riduzione Acqua elementi del modello di chimica, oltre ai leganti inorganici, leganti organici E il pH dell'acqua di mare è strettamente legato ai tre fattori, il sistema è anche ossidazione acqua - ambiente di riduzione è determinata, un sistema di ossidazione - misura di capacità di riduzione, l'uso di marino chimica PE, che è definito come: PE =-log {e}. e è l'elettrone, {e} a nome della attività, cioè PE come il logaritmo negativo dell'attività elettronica. La superficie acque valore teorico massimo pE 12,5 ± 0,2, si assume che il sistema ha raggiunto l'ossidazione - riduzione equilibrio del valore teorico. Effettive condizioni di mare affatto così semplice, opinioni individuali variano, rimane da esplorare. pH e PE sono gli elementi di acqua di mare in forma disciolta ha un effetto significativo, per cui con l'elemento diagramma pE-pH dell'oceano, in grado di studiare la presenza di elementi della forma (Figura 3), in grado di determinare le condizioni specifiche di studio di acqua di mare, l'elemento in ossidazione - riduzione dello stato. Acqua di mare ossidazione - riduzione elemento modifiche dello stato sono H, O, C, N, Fe, Mn, S, Cr, io, ecc, che in diversi stati (ossigeno, ossigeno e altre stato) in presenza di acqua sotto forma di di geologia marina, biologia marina e ha un importante valore di riferimento. Metalli e leghe in bit di acqua di mare sono elettrochimica di metallo alla corrosione in ambiente marino e la protezione di una fisica fondamentale - la quantità chimica (vedi le corrosione dei metalli in acqua di mare), in cui il metallo puro elettrochimica po 'ovvia regolarità. Ad esempio, dividerli in tre categorie: ① Zr, Ta, Nb, Ti, Pt, Pd, Mo, V, W; ② Au, Ag, Cu, Fe, Cd, Zn, Mg, ③ Ni, Bi, In, Pb, Sn, al. Progettando due Haber - ciclo di Born potrebbe rivelarsi: che essi sono in acqua generato nel n = 0,1,2 MLn situazione complessa è uno a uno (in cui L è Cl-, OH-, zhuo SO -, CO Shao -, ecc). Ocean dinamiche dei processi chimici La ricerca in questo settore è più complicato. Per esempio: in presenza di una varietà di acqua marina Ligando e complessi di metallo reazione di corrosione nel mare e fosfati, silicati, carbonati processo di precipitazione e la velocità di dissoluzione della reazione, ha un effetto significativo. Inoltre, i solidi in acqua nucleazione, crescita cristallina, l'idratazione e disidratazione delle sostanze, ossidazione inorganica e organica - riduzione, adsorbimento e desorbimento velocità delle reazioni chimiche, ecc, sono spesso in determinate condizioni di una Questi processi chimici hanno un'influenza fondamentale. Ci sono alcuni processi chimici, come ad esempio un processo di reazione inorganica, organica o radionuclide, da entrambe le correnti oceaniche di superficie, in profondità la circolazione, turbolenze oceano, o acque costiere e degli estuari, baie tendenze, come la densità, il flusso e la circolazione porto significativo colpiti. Pertanto, il successo di on-site marino Cinetica chimica alcuni esempi. Tuttavia, alcuni importanti sistemi marini, come il sistema carbonato, alcuni la reattività e meccanismo importante sono stati più approfondito studio. Tra cui: ① CO2 disciolta in acqua di mare e di migrazione verticale. Che svolgono un ruolo nel controllo del tasso di CO2 attraverso l'interfaccia e l'idratazione di CO2 e la fase di disidratazione in cui il costo è di piccole dimensioni, in modo che il tasso di tutto il processo come chiave, altre reazioni chimiche eterogenee sono più veloci quindi, la reazione chiave dell'ordine di reazione e la costante di velocità di reazione è stata determinata. ② precipitazione e dissoluzione del carbonato di calcio. Di CaCO3 in termini di oceani del mondo sulla più alta del saturi o insaturi, ed è spesso inferiore insaturi. La profondità del mare è solo saturato chiamato profondità di saturazione. Sotto la profondità di 2000 m in una saturi o più profonda sedimenti CaCO3 abbondanza crollati. Anche conosciuta come la profondità di profondità di compensazione, che è determinata da fattori cinetici. Studio microscopico Composto di sostanze marine con punto struttura atomica e molecolare di vista, con le teorie e metodi di chimica quantistica, l'uso di sostanze in determinati parametri strutturali, oppure da un gran numero di risultati sperimentali e induzione di fenomeni naturali, o per deduzione teorica, dal qualitativa e quantitativa due aspetti lo studio dei problemi di chimica marina. Studi microscopici di chimica dell'oceano che potrebbe essere divisa in due categorie: ① ricerca qualitativa. Per esempio mediante L'acqua di mare sui fenomeni chimici marini o delle proprietà fisico - chimiche per la classificazione. . Altro esempio attraverso la "regolarità di studio φ ② Quantitative Study φ è calcolato dai valori quantitativi come, ad esempio: acqua di mare sui vari elementi di un idrato di ossido inorganico scambio ionico, potassio cloruro in una varietà di ioni inorganici Scambio agente sul ruolo dell'acqua di mare fiume che l'effetto della concentrazione di elementi in acqua di mare scavenging elementi, sali e ioni in acqua di mare principalmente il volume molare parziale di metalli puri in acqua di mare elettrochimica bit, energia idratazione ione , idrossido di solubilità in acqua marina elementi di soggiorno, acqua di mare lineare rapporto energia libera tra il grado di hard e soft scala quantitativa acido-base, l'acqua di mare chimica quantitativa di calcolo modello microscopico, Zhang Zheng-Bin, Liu Liansheng, ecc può essere effettuata utilizzando il modulo qui sopra La formula per calcolare i valori di φ corrispondenti. Sviluppare Chimica dell'oceano moderna sta cambiando dalla descrizione qualitativa di ragionamento quantitativo, dal macro al micro, dal reversibile approccio termodinamico di equilibrio, di non-equilibrio metodi chimici statistici non reversibili nella direzione del cambiamento tra essa ha inizialmente creato un proprio teorico sistemi e metodi sperimentali, in una scienza marina un rigoroso e sistematico rami. Nel corso degli anni lo sviluppo di oceano mare chimica sviluppo fisico e chimico delle risorse, l'inquinamento e l'inquinamento marino corrosione marina e sperimentale forte sviluppo ramo corrosione e da altri, ma anche svolgere un ruolo positivo nella promozione. |
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