2009 01 025212

O W V4iliw<« S J DulT>    JU) i

ISBN WMWI. 15.124-1.0By WN PWN *HI>

14. Chemia środowiskowa koloidów i powierzchni

Produkcja biomasy w eutroficznych jeziorach (wyrażona ilością węgla pierwiastkowego) w dniach o dużym natężeniu światła słonecznego często mieści się w zakresie 1000-2000 mg • ni ² • d '. Przyjmijmy, żc w rozpatrywanym przypadku szybkość produkcji wynosi 1700 mg-m ²-d Przyjmiemy następnie, żc ta produkcja zachodzi głównie w górnej 50-cm warstwie kolumny wody, gdzie światło słoneczne jest najbardziej intensywne.

Przy pH 7.20 większość węglanów występuje w postaci wodorowęglanów i reakcję fotosyntezy w glonach można opisać następującą reakcją:

HCO; + U₂0 {CH.O} + OH^- + 0>    (14.27)

PRZYKŁAD 14.7

Wpływ fotosyntezy na rozpuszczalność węglanu wapnia

Podczas reakcji fotosyntezy w objętości (I m^J 0.5 m) określonej powyżej ilość zużytych wodorowęglanów (i wytworzonych jonów wodorotlenkowych) wynosi

1700 mg • 1 • 10"’ g mg '/12 g-mol"' =0.142 mol

Zmiany stężeń molowych tych jonów wynoszą więc

0.142 mol/500 L = 2.8 • Kr ' mol L^-1

W celu określenia, w jaki sposób wpływa to na właściwości chemiczne wody. powinniśmy obliczyć stężenia również innych postaci, zarówno przed jak i po wytworzeniu biomasy.

IH,0⁺] = 6.3 • I0-* mol L-'

[HCOJ= 1.06- 10 - mol l. ¹

|CO_;l =

(H,0 ]|HCOri 6.3 10 *• 1.06- 10 '

4.5 - 10 •

K. i

= 1.5-10 ⁴ mol • L ¹

a z Przykładu 14.6

(CO; ] = 7.9- 10 ’ mol L-'

Zużyte zostały wodorowęglany w ilości 2.8 • 10 ⁴ mol ■ L \ ale stężenie utworzonych jonów wodorotlenkowych (2,8 • l()"⁴ mol - L^_l) jest dostateczne, aby przcrcagowaly z całym występującym w wodzie CO_:. wytwarzając równoważną ilość wodorowęglanów. Pozostałe jony wodorotlenkowe w ilości 1.3 • 10“* mol • L"' powodują przekształcenie tej samej ilości wodorowęglanów w węglany. Wypadkowy wynik tych reakcji jest następujący:

[CO;^-] = 1.3-KT' mol L"'

[HCOJ] = 1,06 I0*³- 2.8 ■ IO-⁴ + 1.5- 1()^-4 - 1.3- 10"⁴ = 8.0 • lO^-' mol - L-'

[H_sO-] =

(1100,1^2    8 10-⁴ -4.7- lO^-"

[CO;]    1.3-10-'

= 2.9 - 10^,w mol-L ¹

Odpowiada to wartości pH 9.54.