电解质溶液中CO2的盐效应和沉积物——海水界面CO2扩散通量的研究

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本文用库仑滴定的方法测定了电解质溶液中的溶解无机碳,并通过计算得到了CO2在不同温度和不同电解质溶液中的盐效应系数,得到了盐效应系数在不同电解质中的规律。应用静电理论(DMT),改进的静电理论(CDMT),内压力理论(IPT),定标粒子理论(SPT)计算了盐效应系数ks值,对电解质之间、电解质与非电解质之间的作用规律进行了探究。本文还用库仑滴定法测定了长江口,东海,胶州湾海域的DIC,计算了CO2在沉积物与海水之间的扩散通量,进一步结合实际海水体系的水文、生物、化学等因素对实验结果进行了解释。本文得到的主要结果为: 1.在10.0,20.0,30.0℃三种温度下测定了CO2在不同单电解质溶液中的饱和溶解度,并通过计算得到盐效应系数ks。进行研究的电解质溶液有: 1-1型NaCl,KCl,NaBr,KBr,NaF,KF; 1-2型Na2SO4,K2SO4; 2-1型CaCl2,MgCl2,SrCl2; 特殊电解质:NaClO4,NaNO3;2.得到了不同电解质溶液中盐效应系数的变化规律。 (1) 对1—1,2—1价盐,随着温度的升高,ks升高。 (2) 同一温度下不同电解质对盐效应系数的影响。 ①1—1价盐中,三种温度下盐析常数随不同电解质的变化规律均为: NaF>KF>NaCl>KCl>NaBr>KBr ②1—1价盐在相同阴离子不同阳离子、相同阳离子不同阴离子情况下ks的比较: 相同的阳离子,阴离子半径越大,盐析常数ks越小。 Na: NaF>NaCl>NaBr K: KF>KCl>KBr电解质溶液中co:的盐效应和沉积物一海水界面C02扩散通量的研究 相同的阴离子,阳离子半径越大,盐析常数ks越小。 F:NaF>KF CI:NaCI>KCI Br:NaBr>KBf ③1一2盐中,三种温度下盐析常数随不同电解质的变化规律均为: N处504)交S伍 ④2一1盐中,三种温度下盐析常数随不同电解质的变化规律均为: SrC12>CaC12>MgC12 (3)电价越高,盐析作用越大。在相同阴离子的情况下,二价盐的盐析常数要比 相应的一价盐的高;在相同阳离子的情况下,价数越高,盐析常数越大,NaZSo4 >NaCI,KZSO4>KCI。 (4)在三种温度下NaClo4的盐析常数均为负值,这表明对NaCI伍出现盐溶现象。3.通过对DMT,CDMT,IPT,SPT四个理论模型的计算,得到了盐析常数的模型理 论值,解释了电解质之间、电解质与非电解质之间的相互作用规律,对盐效 应产生的本质进行了探讨。4.对长江口、胶州湾、东海等海区沉积物上覆水中的DIC进行了测定,计算了各 海区沉积物一海水之间的碳通量。并从(l)微生物的分解作用;(2)沉积作用, 或成岩作用;(3)沉降物摄食者在沉积物中的垂直方向上对颗粒物的混合或埋 藏活动等方面解释了二氧化碳在各站位海水与沉积物之间的通量的大小和扩 散方向。
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