Из чего состоит вода? — Часть 1. Компоненты воды


Ионные компоненты воды - Справочник химика 21

    Вода — самое распространенное в природе химическое соединение. Она покрывает 70,8% земной поверхности и занимает примерно 1/800 объема Земли. Содержание воды в литосфере, по современным оценкам, превышает 10 км , т. е. сопоставимо с ее количеством в морях и океанах. Вода присутствует в горных породах в свободном или связанном виде. Принято выделять несколько разновидностей воды, различающихся по степени связанности от гравитационной воды, способной перемещаться под действием силы тяжести или напорного градиента, до химически связанной конституционной воды, входящей в кристаллическую решетку минералов, как правило, в виде гидроксильных групп. Содержание свободной воды может достигать десятков процентов в пористых и трещиноватых породах верхних горизонтов земной коры, резко уменьшаясь с глубиной, хотя не всегда монотонно. Распределение воды по горизонтали также весьма неоднородно на всех глубинах встречаются участки различной степени обводненности, которую, однако, нигде нельзя считать нулевой. Физическое состояние воды зависит от давления, увеличение которого составляет примерно 100 МПа на каждые 3 км глубины, и температуры, определяемой геотермическим градиентом (от 5—10 до 200 град/км). Зона жидкой воды (а также льда в высоких широтах на глубине до 1 км) сменяется областью надкритического флюида при температурах 400—450°С выше 1100°С молекулы воды диссоциированы. Многие другие свойства воды также заметно изменяются с глубиной. Так, ионное произведение воды в нижней части земной коры оказывается повышенным на шесть порядков. Возрастает при этом и способность воды образовывать гомогенные системы с компонентами вмещающих пород, находящихся в твердом или частично расплавленном состоянии. Таким образом, можно сказать, что все природные жидкие и надкритические фазы представляют собой многокомпонентные смеси, в кото- [c.83]     Ионные компоненты воды [10] [c.235]

    Следует отметить, что в каждом из до сих пор написанных уравнений реакций и тех, которые еще будут приведены, все ионные компоненты обозначены так, как если бы в реакциях принимали участие простые ионы. Это, конечно, не соответствует действительности, так как все ионы в водном растворе в определенной степени гидратированы. Поэтому каждый ион можно рассматривать как окруженный определенным числом молекул воды, определяющимся силой связи и кратчайшим расстоянием, которое зависит от размера, заряда и электронной природы иона. Имея это в виду, интересно отметить, что стандартный потенциал для каждой реакции в рассмотренных полуячейках может быть изменен простой переменой окружения атома золота со степенью окисления +1, т. е. заменой молекул воды, которые окружают ион металла, другими молекулами или ионами. Мы можем проиллюстрировать это влияние окружения центрального атома на примере ионов Вг , N S , и N" в отношении стандартных потенциалов следующих полуячеек  [c.321]

    Поглощающий комплекс почвы представляет собой сложное сочетание минеральных, органиче.ских и органо-минеральных коллоидных компонентов. Почвенные коллоиды характеризуются большой поверхностью (около 50 м на 1 г). Это в основном и обусловливает способность почвенного поглощающего комплекса адсорбировать из окружающей среды значительные количества ионов, молекул воды, газов и других веществ. [c.278]

    Для системы из трех компонентов — воды и двух солей с общим ионом — число независимых параметров, определяющих состояние системы, равно четырем две концентрации, давление и температура. Согласно правилу фаз Гиббса, наибольшее число фаз, которые могут одновременно существовать в одной системе, равно пяти. Так как Ф = К + 2 —С, то при К = 3 и С = 0, т. е. при условии нонвариантной системы, Ф = 5. Поскольку в водной системе одна из фаз — всегда пар, то при наличии жидкой фазы в системе могут одновременно присутствовать не более трех твердых фаз. [c.84]

    Не только разработка методов удаления дисперсных частиц из водных сред (сточных вод и др.) основана на коллоидно-химических закономерностях, но и очистка от молекулярных и ионных компонентов строится в настоящее время на основе коллоидной химии. [c.19]

    Флотационное разделение приобретает за последнее время все больший размах и широту. Так, в сочетании с методами конденсационного получения дисперсных систем (раздел 11.2) его используют для коллоидно-химического извлечения молекулярных и ионных компонентов из растворов. За последнее десятилетие в технологию прочно вступила молекулярная и ионная флотации. Например, добавление растворимых солей жирных кислот (мыл) к растворам, содержащим ионы щелочноземельных или тяжелых металлов (Ва, Са, Си, 2п и др.), приводит к образованию нерастворимых мыл, объединяющихся в коллоидные частицы, которые затем легко флотируются. Этот метод перспективен для извлечения следов ценных металлов из воды Океана. [c.60]

    На основе проведенных расчетов, лабораторных и опытнопромышленных экспериментов были получены необходимые экспериментальные данные и предложено математическое описание кинетики процессов массопереноса компонентов (органических примесей, активного хлора и хлорид-ионов сточной воды) в статическом режиме работы электролизера [51]. [c.234]

    Разделяющий агент изменяет условия фазового равновесия жидкость — пар в желаемом направлении. Прибавленная в раствор соль существенным образом изменяет сложный характер различных видов взаимодействия системы. Наиболее важными факторами, определяющими влияние соли на фазовое равновесие жидкость — пар, являются гидратация ионов и их электростатические характеристики. Заметную роль играют также растворимость веществ, свойства и состав разделяемой смеси. В результате действия прибавляемой соли происходит увеличение парциального давления масла как менее полярного компонента. Внесенная соль изменяет взаимное расположение молекул компонентов таким образом, что более полярный компонент— вода — благодаря электростатическому полю ионов соли стремится сгруппироваться вблизи ионов. Происходит гидратация ионов соли молекулами воды, при этом менее полярный компонент выталкивается из поля иона, т. е, высаливается, повышается его парциальное давление. [c.105]

    В растворе между его компонентами устанавливается ряд равновесий, среди которых наиболее интересны системы, образуемые во- / дой и сульфид-ионами (S ), водой и гидросульфид-ионами (SH ) [4, 5] [c.334]

    Как видно, емкостный ток тем больше, чем больше поверхность электрода, скорость изменения потенциала и Q (рис. 6.386). Другая составляющая остаточного тока — фарадеевская (рис. 6.38а), то есть вызванная восстановлением (кислорода, ионов водорода, воды и др.) или окислением компонентов раствора или электрода (например, ртуги). [c.775]

    Электроды помещаются вне диафрагмы, а вода циркулирует, как п в предыдущем случае, через внешний сосуд. При этом уди-лег г. е ионных компонентов раствора значительно облегчается, увеличивается скорость процесса и повышается степень очищения раствора. [c.146]

    Кроме разделения электролитов по знаку заряда их ионов, мембранные системы можно использовать также для разделения ионов по скоростям их переноса через мембраны. При деминерализации природных солоноватых вод в электродиализной системе ионы кальция и магния переносятся с больщей скоростью, чем ионы натрия. Поэтому деминерализуемая вода становится более мягкой, чем это можно было ожидать в результате пропорционального удаления всех ионных компонентов. [c.27]

    Обезвоживание. После перехода в раствор смешанные адсорбционные комплексы диссоциируют, ионы хлора регенерируют и снова принимают участие в процессе. Молекулы воды, принимающие прямое участие в элементарных актах растворения, вытесняются ионными компонентами, концентрация которых быстро нарастает. Молекулы воды расходуются также на гидратацию ионов металла и непрерывно отводятся на периферию в составе гидратных оболочек. Идущий таким образом процесс обезвоживания не компенсируется полностью подводом воды из периферии и к некоторому моменту возникает дефицит воды. [c.98]

    Необходимость введения поправки на объем вызвана тем, что уравнение (31) выведено в предположении, что следящий ионный компонент проходит тот же объем, что и соответствующий компонент ведущего раствора без учета разности парциальных молярных объемов как соли, так и воды в этих растворах. Данная поправка в основном определяется разностью объемов. [c.117]

    Хлорид-ион — один из важнейших коррозионно-активных компонентов воды, вызывающий интенсивную локальную коррозию металлов. С катионами, обычно содержащимися в речных водах, хлорид-ионы не образуют малорастворимых соединений при нормальной температуре они не подвергаются гидролизу или окислению. [c.38]

    Данные, полученные методами перемещающейся границы и Гитторфа, совпадают, Ю, П, Степанов, А, И. Горшков ире ,дожили недавно (1980) новый метод измерения подвижности и чисел переноса ноиных компонентов — метод изотопной границы, в котором метятся как ионный компонент, так и вода. По изменению положения изотопных меток после пропускания некоторого количества электри-чрства определяются обе искомые величины. Еще один метод нахождения чисел переноса, основанный на измерении э, д. с,, рассматривается ниже, [c.109]

    Значительная доля поверхностных гидрофильных атомных групп биополимеров представлена заряженными группами. Их взаимодействие с водой и ионными компонентами растворителя во многом определяет структуру и стабильность нуклеиновых кислот и белков и термодинамические свойства их растворов. Хорошими моделями заряженных атомных групп биополимеров являются одно-одно-валентные (1-1) электролиты и цвиттерио-ны аминокислот. [c.52]

    Процессы, которые протекают на бумаге при хроматографировании, можно представить следующим образом. При соприкосновении с фильтровальной бумагой растворитель (в нашем опыте это была вода) под действием канилярных сил просачивается вдоль полоски бумаги. Как только растворитель, или, как говорят, подвижная фаза, доходит до места, на которое была нанесена исследуемая смесь, начинается процесс распределения молекул или ионов компонентов смеси между подвижной фазой и неподвижной фазой последней является целлюлоза бумаги, пропитанная растворителем. Если скорость движения подвижной фазы невелика, то отношение концентраций любого компонента разделяемой смеси в подвижной и неподвижной фазах будет приближаться к равновесному распределению, которое характеризуется определенным коэффициентом распределения. [c.437]

    Обратим внимание на два обстоятельства. Во-первых, компоненты — это не те виды частиц, которые могут существовать отдельно и вне системы. Так, в водном растворе Hg l2 могут существовать по меньшей мере семь видов частиц —Н2О, Н С12, гидратированные ионы Hg +, Hg l ", С1", № и ОН", — однако в этой системе лишь два компонента — вода и Hg l2. [c.79]

    Из (49.20) видно, что основная компонента энергии, энергия электростатическая —(e ifs ) спадает пропорционально только второй степени расстояния, т. е. значительна даже на больших расстояниях. Для системы однозарядный ион — молекула воды на расстоянии 3 10 м она больше 40 кДж/моль без учета поляризуемости. Поэтому ион-дипольное взаимодействие играет большую роль в растворах электролитов в полярных растворителях воде, спиртах, аммиаке и т. п. Особенно велико оно для ионов с заметной поляризуемостью (Ag , ТГ) и высоким зарядом (Са , и др.). Во всех этих растворах образуются довольно стабильные продукты взаимодействия иона с несколькими молекулами растворителя — сольваты (гидраты в водных растворах). Они особенно существенны для катионов, поскольку малый радиус катиона, согласно (49.20), способствует стабильности сольвата (гидрата). Анионы, как более крупные частицы, менее сольватирораны. [c.265]

    II. В системе может быть много различных родов молекул, не все из которых следует принимать за компоненты. Например, в воде, кроме молекул HjO, присутствуют в различной степени ассоциированные молекулы, ионы водорода и гидрокисла, в различной степени гидратированные, а также молекулы, содержащие изотопы водорода и кислорода. Тем не менее все эти молекулы в сумме составляют один компонент — воду, которая входит в состав сложных фаз в виде одного компонента. Примем, что  [c.53]

    Пусть перед нами стоит задача провести качественный анализ образца морской воды. Очевидно, без особого труда в таком образце, помимо основного компонента — воды, можно обнаружить ионы Na+, Mg2+, Са +, К+, СЬ, S04 , НСОз (СОГ). Более тщательный и кропотливый анализ, кроме выщеназванных ионов, позволяет обнаружить в образце ионы Fe +, А1 +, Мп2+, РОз". Br , F, NHi. ifi [c.16]

    Из всех слагаемых уравнения (12) мольные доли необходимо выразить только для карбонат- и гидрокарбопат-иопов. Остальные равновесные концентрации можно выразить из ранее ириведепных уравнений (как аналитическую концентрацию либо через ионное произведение воды). Согласно определению, мольная доля характеризует отношение равновесной концентрации интересующей нас формы компонента к его общей концентрации (сумме равновесных концентраций всех форм его существования). Тогда  [c.9]

    Очистку таких стоков эффективно проводить методом реагентной или мицеллярио-усиленной ультрафильтрации, который основан на переводе растворенных низкомолекулярных компонентов в новое ассоциированное молекулярное или коллоидное состояние с последующим отделением образующихся ассоциированных форм на пористой мембране. Указанный метод позволяет объединить в себе высокую производительность при низком рабочем давлении и способность очищать воду от ионных компонентов при их селективном разделении. Механизм мицеллярио-усиленной ультрафильтрации представлен на рис. 6.37. [c.227]

    Кристаллы малорастворимых соединений можно выращивать методом идротермального синтеза (например, кварц) или методом диффузии (напри-1ер, ВаЗО из Ва(ОН)а и КагЗО ), при котором ионы компонентов из двух осудов, наполненных соответствующими насыщенными растворами, диффун-(ируют в реакционную среду (в данном случае в воду). [c.135]

    В группе ионообменных методов реакции, идущие на поверхности твердой фазы, происходят с непосредственным участием этой твердой фазы. Наряду с этими методами имеются еще две группы методов разделения, где твердая фаза не участвует в химической реакции. Твердая фаза является здесь, главным образом, носителем, удерживающим разделяемые компоненты в определенных местах. Иногда это удерживание основано на адсорбции вещества на поверхности носителя. В других случаях более важное значение имеет тонкий слой воды (или специальной жидкости), адсорбированный на поверхности носителя этот слой реэкстра-гирует вещество из движущегося слоя органического растворителя или поглощает его из газа и т. п. Разумеется, в таких методах невозможно применение статических приемов разделения (см. выше) возможны лишь динамические методы, когда разделяемая смесь проходит через сорбент, имеющий определенную форму, например, колонки, полоски бумаги или пластинки и т. п. К таким методам относятся бумажная (распределительная) и молекулярно-адсорбционная хроматография. Для обоих методов характерно то, что они применимы для разделения ионных компонентов молекулярных соединений. Молекулярно-адсорбционная хроматография применяется почти исключительно для разделения смесей органических соединений. [c.55]

    В качестве примера можно привести работы Цвицкого [И], Эли [12] и другие, в которых была сделана попытка связать сжатие воды в гидратной сфере ионов, характерное для водных растворов электролитов, с резким понижением теплоемкости раствора по сравнению с суммой теплоемкостей компонентов. При этом учитывались результаты исследований Бриджмена [13], констатировавшего понижение теплоемкости воды под давлением. Никаких количественных результатов получить этим путем не удалось. Во-первых, давление в гидратной сфере не могло быть вычислено с достоверностью. Во-вторых, более детальные эксперименты Бриджмена показали, что теплоемкость воды понижается только вплоть до определенного давления, а далее — повышается. Наконец, наши эксперименты по изучению температурных коэффициентов интегральных теплот растворения электролитов в водном и неводных растворителях и теплоемкостей этих растворов (см. гл. VI и IX) показали, что изменения энтальпии при сольватации ионов в воде и в неводных средах являются величинами одного порядка, т. е. взаимодействия и сжатие в первой сольватной сфере весьма близки по своей интенсивности. В то же время теплоемкости неводных растворов электролитов не меньше, а больше аддитивной суммы теплоемкостей компоненте] (см. стр. 244). Очевидно, сама предпосылка теории была неверна. [c.10]

    Анализ растворов и особенно твердых веществ автоматизируется пока недостаточно быстрыми темпами, а между тем это важнейшие объекты анализа. Конечно, и здесь есть достижения. В металлургической промышленности автоматизацию обеспечивают прежде всего оптические и рентгеновские квантометры, часто с пневмопочтой и ЭВМ. В значительной мере автоматическим является также анализ органических соединений методом газовой хроматографии эти методы получили применение в нефтехимической, коксохимической и других отраслях промышленности. Созданы приборы для непрерывного определения компонентов вод. Примерохм могут быть кислородомеры, полярографические концентратомеры для определения ионов и др. [c.38]

chem21.info

Микрокомпоненты и второстепенные компоненты - Гидрогеология

geohydrology.ru

Выше были описаны главнейшие и распространенные второстепенные компоненты природной воды. В данном разделе рассматриваются микрокомпоненты и некоторые второстепенные компоненты, играющие значительную роль в химическом составе природных вод. Большинство этих компонентов, а также рассеянные приведены в табл. 4.2. К сожалению, данных о многих микрокомпонентах и рассеянных компонентах недостаточно. Например, судя по распространенности в земной коре и известным химическим свойствам, рубидий в природных водах должен иметь концентрацию 0,0001 — 0,1 ч. на 1 млн., но данных относительно содержания этого элемента в пресной воде почти нет.

Таблица 4.2

Содержание растворенных компонентов в питьевой воде (предварительная классификация распространенности)

Главнейшие компоненты (концентрация 1,0-1000 ч. на 1 млн.)

Второстепенные компоненты (концентрация 0,01-10 ч. на 1 млн.)

Микрокомпоненты (концентрация 0,0001-0,1 ч. на 1 млн.)

Рассеянные компоненты (концентрация в основном менее 0,001 ч. на 1 млн.)

Бикарбонаты

Бор

Алюминий

Ванадий

Бериллий

Иттербий

Кальций

Железо

Барий

Литий

Висмут

Иттрий *

Кремний

Калий

Бромиды

Марганец

Галлий

Молибден *

Магний

Карбонаты

Германий *

Молибден

Золото

Олово

Натрий

Нитраты

Иод

Никель

Индий

Рутений *

Сульфаты

Стронций

Кадмий *

Рубидий *

Лантан

Серебро

Хлориды

Фтор

Кобальт

Свинец

Ниобий *

Скандий *

Медь

Селен

Платина

Таллий *

Мышьяк

Титан *

Радий

Торий *

Сурьма *

Уран

Цезий

Цирконий *

Хром*

Фосфаты Цинк

Церий *

Примечание. О концентрациях компонентов, отмеченных звездочкой, нет достаточных данных.

Небольшие концентрации растворенных компонентов в воде представляют интерес по крайней мере по трем причинам. Во-первых, многие из микрокомпонентов указывают на геологическую историю воды. Во-вторых, аномально высокое содержание некоторых металлов в воде может указывать на наличие рудных месторождений. В-третьих, многие из этих компонентов влияют на жизнедеятельность растений и животных, будучи в очень небольших концентрациях.

В природных водах бромиды, сходные по химическим свойствам с хлоридами, менее распространены. В большинстве вод на 300 ч. на 1 млн. хлорида приходится лишь около 1 ч. на 1 млн. бромида. В природных концентрациях бромиды, насколько известно, не оказывают какого-либо воздействия на растения и животных. По концентрации бромидных ионов можно судить об источнике воды, если это необходимо. Уайт считает, что воды вулканического происхождения имеют меньшее соотношение бромидов и хлоридов по сравнению с водами другого происхождения.

Иод наряду с хлором и бромом относится к галогенам, но геохимия иода несколько отличается от геохимии чаще встречаемых хлора и брома. Иод накапливается растениями и животными, этим объясняется его низкая концентрация в морской воде. В земле после отмирания организмы разлагаются и выделяют иод в поровые воды. Соотношение иода и хлора в океанской воде составляет всего лишь 0,000003, а в болышинстве рассолов нефтяных месторождений это соотношение равно примерно 0,001 По величине этого соотношения можно судить о том, какие морские воды вторглись в прибрежные водоносные горизонты — древние или современные.

Геохимия фтора совершенно отлична от других элементов группы галогенов. В противоположность соединениям хлора, брома и иода многие соединения фтора имеют низкую растворимость. Природные концентрации фтористых соединений обычно изменяются от 0,01 до 10 ч. на 1 млн. Лишь в нескольких пробах концентрация оказалась более 10 ч. на 1 млн. (табл. 4.1, проба 2). Наибольшая концентрация фторидов (67 ч. на 1 млн.) обнаружена в водах Южно-Африканской Республики. Природная концентрация фторидов, по-видимому, ограничена растворимостью флюорита CaF2, который в чистой воде дает около 9 ч. на 1 млн. фторидных ионов. Однако было замечено, что воды с высокой концентрацией кальция не содержат более 1 ч. на 1 млн. фторидов.

Бор необходим для роста растений, но в больших количествах он вреден для них. Чувствительность растений к бору самая различная. Цитрусовые не выносят даже концентрации 0,5 ч. на 1 млн., а люцерна переносит более 10 ч. на 1 млн. бора при условии хорошего дренажа почвы. Концентрация бора в подземных водах обычно составляет от 0,01 до 1 ч. на 1 млн. Наивысшая концентрация (более 10, но редко превышающая 100 ч. на 1 млн.) отмечается в водах термальных источников и в рассолах нефтяных месторождений.

Бор, по-видимому, может служить показателем происхождения воды. В океанских и поверхностных водах, подверженных сильному испарению, соотношение бора и хлора около 0,0002; в рассолах нефтяных месторождений это соотношение достигает 0,02, а в водах термальных источников — до 0,1.

Геохимические свойства марганца и железа очень сходны. В природных водах концентрация марганца составляет менее половины концентрации железа. Некоторые кислые воды содержат марганца более 1 ч. на 1 млн., но большинство вод — менее 0,2 ч. на 1 млн. Подобно железу присутствие марганца в воде способствует развитию некоторых бактерий и вызывает потемнение оборудования ванных и прачечных. Хотя марганец жизненно необходим для растений, его количество, вносимое в почву атмосферными осадками и оросительными водами, вероятно, незначительно по сравнению с количеством марганца, высвобождающимся в результате выветривания минералов.

Алюминий — один из наиболее распространенных элементов земной коры, но и наименее подвижный элемент в гидросфере. Воды с рН = 5 — 9 содержат алюминия менее 1 ч. на 1 млн. Концентрация алюминия в подземных водах обычно изменяется от 0,005 до 0,3 ч. на 1 млн. Кислые воды содержат до 100 ч. на 1 млн. алюминия, но обычно меньше этой величины (табл. 4.1, проба 8). Содержание алюминия в подземных водах представляет значительный интерес для геологов, изучающих выветривание пород и образование рудных месторождений. Специалистам в области использования воды не стоит беспокоиться относительно концентрации алюминия, поскольку он вопреки широко распространенным псевдонаучным взглядам не является ядовитым компонентом.

Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и в структуре минералов занимает положение, аналогичное кальцию. Его природная концентрация в воде, вероятно, ограничена способностью к ионному обмену с глинами, богатыми кальцием. В некоторых водах его концентрация ограничивается растворимостью сульфата стронция, которая составляет примерно 132 ч. на 1 млн. в чистой воде при 20° С, что эквивалентно 63 ч. на 1 млн. Sr2+. Стронций встречается в большинстве подземных вод в концентрациях от 0,01 до 1,0 ч. на 1 млн. Максимальное из известных содержание стронция (2730 ч. на 1 млн.) отмечено в, хлоркальциевом рассоле, наибольшее в питьевой воде —(52 ч. на 1 млн.).

Литий — относительно редкий элемент земной коры — концентрируется главным образом в гранитах. Многие соединения лития растворимы, так что, будучи растворенным, литий стремится остаться в растворе. Концентрация лития в подземных водах обычно достигает 0,001—0,5 ч. на 1 млн., но в рассолах может превышать 5 ч. на 1 млн.

Природные концентрации мышьяка, меди, цинка, свинца, никеля и урана определены рядом исследователей, использующих данные о компонентах раствора при разведке рудных месторождений. В обычных химических анализах воды ионы этих элементов не всегда определяются. В общем можно считать, что наибольшие концентрации этих металлов — у вод с низким рН или высокой температурой. Некоторые рудничные воды и многие промышленные сточные воды содержат опасные количества мышьяка и свинца и при смешивании с подземными водами могут сделать их непригодными для потребления человеком и скотом. В природных водах опасные концентрации меди, цинка и урана очень редки.

Распространение селена широко изучалось в западных районах США, где наблюдалась токсичность земель, вызванная этим элементом. Дело в том, что в этих районах скот питается растениями, накапливающими селен в листьях. Хотя возможны случаи отравления селеном через воду редки, он остается потенциальным источником отравления. Почвы с высоким содержанием селена встречаются главным образом в районах обнажения верхнемеловых морских сланцев. Здесь в некоторых поверхностных водах отмечалась концентрация селена, превышающая 1 ч. на 1 млн. В подземных водах этого района содержание селена менее 0,1 ч. на 1 млн.

Сведения о распространенности в земной коре и растворимости соединений кобальта, бария, рубидия и титана говорят о том, что концентрации этих элементов в большинстве природных вод составляют более 0,0001 ч. на 1 млн., хотя для подтверждения этого вывода требуются дополнительные аналитические данные. Кобальт необходим для развития животных, но большая часть его поступает в организм через пищу, а роль кобальта, поступающего с водой, вероятно, невелика. По имеющимся данным, концентрации бария, рубидия и титана не представляют опасности для водопотребителя.

Из чего состоит вода? Основные химические параметры

Здравствуйте дорогие коллеги! Какой основной компонент в аквариумистике помогает добиваться значительных успехов в этом хобби? Правильно – знания. Как вы уже поняли, аквариумистика – достаточно увлекательное и в некоторой степени, сложное занятие, требующее от аквариумиста наличия определенных знаний химии, биологии и физики. Если вы хорошо понимаете эти три компонента по отдельности, то вам будет гораздо легче их взаимосвязать, и тем легче будет ухаживать за своим подводным садом. Из вышеуказанных трех дисциплин, биология является самой простой, но чтобы понять ее в полной мере, вы так же должны понимать азы химии и физики.

В этом цикле из 3-х частей я вам расскажу про основные химические процессы в аквариумистике, которые протекают ежесекундно. Мы с вами рассмотрим такие интересные вещи, как рН, жесткость аквариумной воды, кондуктивность, растворенные соли и нитратный цикл. Чем лучше вы начнете ориентироваться в химическом составе аквариумной воды, тем больших успехов сможете добиться.

Начать стоит с воды, так как она является основным элементом аквариумистики. Вода – это жизнь, наверняка вы слышали эту поговорку. А теперь вспоминаем, из чего у нас состоит вода? Правильно: из двух молекул водорода и молекулы кислорода. Но кроме этих двух химических элементов в ней присутствуют еще и прочие химические элементы и соли, которые в различной степени влияют на жизнь всех живых организмов.

voda

Молекула воды

Если внимательно изучить молекулу воды через микроскоп, то вы заметите, что она не похожа ни на одну другую молекулу. Молекулы водорода создают тесные взаимосвязи с кислородом, образуя V-образную форму. При рассмотрении молекулы воды через микроскоп сверху, то вы заметите, как 2 атома водорода с положительными зарядами расположены наискосок от атома кислорода с отрицательным зарядом. Кроме того, все стороны молекулы притягивают к себе ионы и другие молекулы, имеющие противоположные заряды. Этот процесс в химии именуется двухполюсной природой.

В школе мы всем твердили, что «Зачем мне эта химия, ведь в жизни она мне не пригодится?» Теперь я думаю, вы поняли, что говорить было так просто опрометчиво. Не буду отрицать, я был такой же, как и все остальные, химию не понимал и мягко говоря, забивал на нее и в школе, и в техникуме и в институте. Благодаря биполярности, вода способна накапливать в себе такие химические вещества, как: аммиак, кислород, кальций, железо, нитраты и прочее.

Благодаря своей уникальной структуре, вода способна помочь раствориться всевозможным химическим веществам и элементам. Только не забывайте один немаловажный фактор: если в аквариумной воде повышенная концентрация нитратов, то для растворения молекул углекислого газа и кислорода требуется больше пространства.

molekula

Температура воды

На способность аквариумной воды растворять различные элементы влияет ее температура. Любой аквариумист заинтересован в том, чтобы вода растворяла вещества различной формы, и не важно, будет это твердое тело или жидкость. Чем выше температура, тем сильнее эта способность. Но с другой стороны, если температура воды понижается, то тогда в ней более активно растворяют газообразные вещества. В аквариумах, твердые вещества, жидкости или газы напрямую влияют на поддержания в экосистеме биологического равновесия.

Яркий тому пример содержание дискусов. При содержании этих аквариумных рыб очень важно делать подмены воды и сифонить аквариумный грунт от продуктов жизнедеятельности рыбок, так как в этом случае в воде не остается пространства, чтобы растворить кислород. Концентрация кислорода падает, что негативно сказывается на здоровье рыб. В такой среде дискусы скорее всего погибнут.

Осмос

Молекулы и ионы, растворенные в аквариумной воде, находятся в постоянном движении, и они распространяются по всей водной массе одинаково. Давайте представим акву на 50 литров. В него залили дистиллированную воду и разделили на пару отсеков стальным листом. А затем поднимите соленость воды до 34 максимально быстро и уберите затем перегородку. Вода перемешается и соли быстро распространятся по всему аквариуму и общая его соленость станет от 16 до 17. Такой феномен именуется диффузией.

sistema-osmosaИоны соли, которые находились за перегородкой с соленой водой, оказывали определенное давление, которое именуется осмотическим. Чем выше содержание соли, тем выше и осмотическое давление. Сталь очень прочный материал и она способна выдержать это давление, однако чешуя рыб в сравнение со стальной перегородкой просто пыль. Чтобы на рыбу осмотическое давление не оказывало пагубного воздействия, чешуя пропускает через себя небольшие ионы соли. Получается, что если вокруг рыбок в воде больше ионов соли, чем содержится в рыбках, чешуя начнет пропускать ионы солей через себя для уменьшения давления. Данная особенность характерна для всех созданий, живущих в водной среде.

Благодаря миллионам лет эволюции и адаптации, практически все водные обитатели смогли привыкнуть к постоянным колебаниям осмотического давления. Это подтверждает утверждение: жестче пресной». Но в то же время, океаническая вода имеет своим химические параметры воды, где у морских звезд, кораллов и рыб свои требования в отношении изменения уровня рН и солености. В то же время, некоторые пресноводные рыбки нуждаются в серьезных изменениях химических параметров аквариумной воды, чтобы благополучно отнереститься.

Что такое кондуктивность?

Кондуктивность, не основной параметр воды, которому аквариумист должен уделять внимание сутки напролет, но вы его должны понимать в совокупности с остальными химическими параметрами. Если вы планируете стать хорошим и грамотным аквариумистом, то вы должны понимать важность и происхождение основных параметров воды. Кондуктивностью называют способность веществ проводить электричество. Чем больше в воде растворено молекул и ионов, тем больше будет ее элекропроводимость.

Кондуктивность измеряют в микроСименсах и она будет пропорциональна осмотическому давлению, которое оказывает воздействие на рыбок. Дистиллированная вода имеет кондуктивность равную нулю, а в морской воде этот параметр равен 5000 микроСименсов. Любой химический элемент, будь то лекарство для рыб, кондиционер, жидкое удобрение или корм, будет повышать кодуктивность воды. Соответственно, если вы планируете посадить в свой аквариум нового обитателя, ее необходимо предварительно акклиматизировать. Во время акклиматизации рыбка будет длительное время привыкать к определенному осмотическому давлению.

Влияние кондуктивности на нерест

Я уже говорил чуть выше, что рыбы способны воспринимать малейшие изменения кондуктивности, чтобы начать размножаться. Определенные виды рыб более чувствительны к колебаниям этого параметра, чем другие. Большинство видов рыб начинают активно нереститься в аквариуме, если в нем произошел сдвиг параметров кондуктивности. Например, Монодактилус способен прекрасно жить как в морской, так и в пресной воде, однако размножается он только в морской воде. В этом случае его личинки будут дрейфовать по воде, и питаться водным планктоном. И когда они повзрослеют и перейдут из стадии личинки в молодых рыб, они возвращаются обратно в пресный водоем.

Рассмотрим еще один пример с Боцией Клоуном. Матерые аквариумисты убеждены, что боция начинает нереститься только после того, как аквариумист перестает делать подмены на длительный срок и не убирается в аквариуме. А когда спустя определенное время сделает большую подмену, добавив в банку осмотическую или дистиллированную воду, общая кондуктивность упадет и клоуны начнут метать икру.

Что такое общая жесткость?

Общая жесткость GH измеряется в немецких градусах и происходит от слова «Gesamt Haerte». В основном новички частенько путают общую жесткость с карбонатной, которая маркируется как kH, которой мы будем говорить в другой части. Параметр кН показывает щелочность аквариумной воды, а не ее жесткость. Понятие «общая жесткость» было введено для уточнения. Под общей жесткостью нужно понимать количество ионов, которые имеют два добавочных протона, растворенных в воде. Основные химические элементы, которые способны изменять уровень GH – это Магний и Кальций.

Читайте также: «Как уменьшить жесткость воды в аквариуме»

gh-testБольшинство популярных аквариумных рыб (килли, карликовые цихлиды и дискусы), предпочитают мягкую, и кислую воду, и соответственно, такие же условия нужны и для нереста рыб. К параметру GH они не сильно требовательны, но вы все же не забывайте поддерживать жесткость на определенном уровне, потому что магний и кальций крайне важны для здоровья аквариумных рыб. Поэтому, если вы делаете подмены водой, которая прошла через систему обратного осмоса, не нужно заливать в аквариум только эту воду, ее необходимо смешать с водопроводной, а только потом уже заливать в аквариум. Определить необходимую пропорцию вы сможете при помощи специальных тестов.

Конечно, аквариумист в повседневной жизни не сталкивается с кондуктивностью и общей жесткостью, но ведь рыбы с ними сталкиваются постоянно. Кондуктивность – это самая распространенная причина стрессового состояния у рыб, когда мы их перевозим из одного аквариума в другой. Чем выше кондуктивность, тем большее давление на чешую у рыб. Конечно, общая жесткость не способно убить рыбок сиюминутно, но если рыба будет длительное время находиться в воде с неподходящим уровнем жесткости, это в конечном итоге может привести к возникновению негативных биологических процессов. Я всегда говорил своим читателям, что нужно руководствоваться географическим происхождением каждой рыбы, прежде чем вы их засунете в свой аквариум, где сборная солянка. Ведь первостепенная задача аквариумиста – создать своим питомцам условия, близкие к природным.

На этом все, ждите продолжения в следующей части.

aqua-blog.com.ua

Из чего состоит вода?

www.centrgeologiya.ru

Пропуск на МКАД ©реклама Диагностика

Проходя весь гидрологический цикл, состоящий из испарения, конденсации и осадков, вода в этом процессе соприкасается с огромным числом самых различных органических соединений, минералов, металлов и газов. Именно поэтому природная вода представляет собой довольно сложный раствор, состоящий из множества всевозможных веществ.  Под составом природной воды подразумевается целая комбинация растворенных органических соединений, газов, металлов и минеральных солей.

Все компоненты химического состава природной воды в гидрохимии условно принято делить на шесть основных групп:

1) Макрокомпоненты или как их еще называют – главные ионы, содержащиеся в природной воде в наибольшем количестве. К ним относятся четыре катиона (натрий Na+, калий К+, магний Mg2+ и кальций Ca2+) и три аниона (хлорид Cl – , гидрокарбонат HCO3 – и сульфат SO42 -). Они поступают в воду из почвы,  горных пород, минералов и от продуктов, получаемых в результате деятельности промышленных производств. В пресных поверхностных водах их содержание бывает самым различным.

состав воды

2) Всякие растворенные газы (азот N2, кислород O2, сероводород h3S, двуокись углерода CO2 и многие другие). Их концентрация в природной воде определяется ее температурой.

3) Биогенные или еще их называют биофильные элементы, которые представляют собой различные химические соединения, в первую очередь, фосфора и азота. Их источниками, главным образом, являются процессы, происходящие внутри водоемов, которые со сточными водами и атмосферными осадками поступают уже в природную воду. Кроме того, они проникают туда с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. В природных водах их концентрация различна – от незначительных показателей до 10 миллиграмм на один литр.

4) Различные микроэлементы. К ним относятся более тридцати элементов - бром, кобальт, медь, хром, цинк, марганец, селен и так далее. Их концентрации в природных водоемах очень низки – от десятых долей до микро грамм на литр.

5) РОВ (растворенные органические вещества) - они представляют собой органические формы тех же биогенных элементов. Суда входят сложные эфиры, спирты, альдегиды, углеводы, органические кислоты, фенолы и гуминовые вещества. Кроме того, к этой группе относятся и азотсодержащие соединения – аминокислоты, пептиды, нитрилы, амиды и амины. Количественная характеристика РОВ имеет косвенные показатели – БПК, ХПК воды (биохимическое и химическое потребление кислорода соответственно).

6) Различные токсичные вещества – сюда относятся нефтепродукты, тяжелые металлы (цинк, медь, кобальт, марганец и так далее). Кроме этого, фенолы, СПАВ (синтетические поверхностно - активные вещества) и хлорорганические соединения.

Природная вода – это неоднородная среда из-за наличия в ней пузырьков газа и огромного числа взвешенных твердых частиц,  которые различаются по своим размерам. К примеру, коллоиды – тела с одновременно твердыми и жидкими свойствами, имеют размер от 0,01 до 1 микрометра, вирусы – от одной сотой до трех сотых микрометра, молекулы – одну тысячную микрометра, бактерии – 0,5 микрометра, а микро водоросли – от одной до тридцати микрометров. Оседающие частицы (седиментарные), состоящие из ядра минерального происхождения и органического слоя, организуют в целом органоминеральный комплекс с размерами от 1 до 3 микрометров.

В нашей компании вы можете заказать анализ воды h3O, звоните и оставляйте заявку.

Кроме пузырьков газа и твердых взвешенных частиц природная вода имеет множество самых различных микроорганизмов, которые образуют биота – совокупность видов живых организмов, являющихся важной составляющей экосистемы и биосферы.

Из этого следует, что природная вода – это многофазная смешанная система открытого типа, которая постоянно обменивается энергией и различными веществами с биологической составляющей и прилегающими средами (атмосферой, водными объектами и донными отложениями).

Из выше написанного следует вывод, что водная оболочка Земли является природным «аккумулятором» многих загрязняющих веществ, которые поступают в литосферу и атмосферу. Каждый водоем, по сути, является той же ямой, куда с водой попадают всевозможные твердые частицы, смываемые с суши. Кроме прочего, вода постоянно подвержена антропогенному загрязнению в силу своего широкого использования в быту, промышленности и сельском хозяйстве.

химический состав клетки

< Предыдущая Следующая >
 

Новости

Пятница, 04 Май 2018

Пятница, 04 Май 2018

Пятница, 04 Май 2018

Пятница, 04 Май 2018

Пятница, 04 Май 2018

Яндекс.Погода

Технология не позволяет бурить скважины в мороз ниже -200

реклама


Смотрите также