Назовите основные ионы воды. Что представляет собой морская вода с позиции состава ионов? Как называются единицы измерения солености воды. Какую соленость имеют Мировой океан и Северный Ледовитый океан? Назовите основные ионы пресных вод. Какой рН у пресных вод и у морских вод? Напишите химические уравнения, определяющие уровень рН в природных водоемах.

Основные ионы воды

В чистой воде (идеализированно) присутствуют лишь следовые количества ионов, образующихся при самоионизации воды:

• H⁺ (точнее H₃O⁺ — ион гидроксония)

• OH⁻ (гидроксид-ион)

Однако в природных водах состав ионов значительно сложнее.

Морская вода с позиции ионного состава

Морская вода представляет собой сложный раствор электролитов, где основную массу растворённых солей дают следующие ионы:

• Cl⁻ (хлорид) — самый распространённый

• Na⁺ (натрий)

• SO₄²⁻ (сульфат)

• Mg²⁺ (магний)

• Ca²⁺ (кальций)

• K⁺ (калий)

• HCO₃⁻ (гидрокарбонат)

По сути, морская вода — это многокомпонентный солевой раствор, в котором доминируют хлорид натрия (NaCl), а также соли магния, кальция и сульфаты.

Единицы измерения солёности воды

Солёность воды выражают в следующих единицах:

• ‰ (промилле, граммы соли на 1 кг воды)

• PSU (Practical Salinity Units — практические единицы солёности)

• г/кг (граммы на килограмм раствора)

Численно PSU практически эквивалентны ‰.

Солёность Мирового океана и Северного Ледовитого океана

• Средняя солёность Мирового океана: ≈ 35‰ (35 г/кг)

• Северный Ледовитый океан: ≈ 28–33‰, местами ниже из-за речного стока и таяния льда

Основные ионы пресных вод

В пресных водах концентрации солей значительно ниже, но сохраняется тот же набор основных ионов:

• HCO₃⁻ (гидрокарбонат) — часто преобладает

• Ca²⁺ (кальций)

• Mg²⁺ (магний)

• Na⁺ (натрий)

• K⁺ (калий)

• Cl⁻ (хлорид)

• SO₄²⁻ (сульфат)

Главная особенность — низкая минерализация и преобладание гидрокарбонатов в большинстве природных пресных вод.

pH пресных и морских вод

• Пресные воды: обычно pH ≈ 6,5–8,0 (чаще слабощелочные или нейтральные)

• Морская вода: pH ≈ 8,0–8,3 (слабощелочная среда)

Щелочность морской воды связана с системой карбонатного равновесия.

Химические уравнения, определяющие pH природных вод

1. Самоионизация воды:

2. Растворение углекислого газа (ключевой процесс в природных водах):

3. Диссоциация угольной кислоты:

4. Вторая ступень диссоциации:

Эти равновесия образуют карбонатную буферную систему, которая и определяет pH большинства природных вод (особенно морских и пресных поверхностных).