2009 01 024538

G. W \utLuxt. S. 1. Durry. ('Amur vuA>roU Wloiiwj 2W7 ISBN V7M>-0I-I5)W-1,0 fcy WN PWN ZWl

15.2. Procesy mikrobiologiczne — cykl biogeochemiczny węgla    407

Wartości stałych (AT_ai, AT.,;, K_s) odnoszą się do reakcji w morskiej wodzie powierzchniowej¹. Ponieważ zależą one od składu jonowego wody. stałe dysocjacji kwasu różnią się od wartości dla ..wody słodkiej" podanych w Załączniku B.4.

PRZYKŁAD 15.2

Iloraz reakcji, (7(1), węglanu wapnia z ditlenkiem węgla w wodzie morskiej

W warunkach panujących blisko powierzchni oceanu typowe wartości pH, zasadowości, stężenia ditlcnku węgla i stężenia jonów wapnia wynoszą: 8.2. 2.1 • 10^-3 mol - L *, 2.5- I0“⁵ mol • L^-1 i 1.1 • I0'^: mol • L^-1. Oblicz iloraz reakcji. £)'(l). odnoszący się do tych warunków.

Na podstawie reakcji (15.6) i danych z rys. 1.2 otrzymujemy

(?,<!) =

|HCO,-)^:|Ca^:+]    (2.1 • 10-’)* 1.1 10-^:

[CO,)

2.5 - 10-'

= 2.0 10-

Stosunek ilorazu reakcji i warunkowego iloczynu rozpuszczalności jest miarą stopnia nasycenia (saturacji); jego wartość większa niż 1 wskazuje na warunki przesycenia. W naszym przypadku wartość stosunku wynosi

= 2.6

(PUD _ 2,0 10"³ K'_s(I) ” 7.6 - 10 ⁴

co wskazuje, że próbka wody powierzchniowej jest w wysokim stopniu przesycona w odniesieniu do węglanu wapnia i powstaje jego koloidalny osad.

Gdy mikroorganizmy i skorupy węglanowe opadają w głębsze warstwy wody oceanicznej. natężenie promieniowania słonecznego spada do wartości, która jest do pominięcia. Sumaryczna reakcja jest rozkładem biologicznym martwej materii organicznej, przekształcającym organiczne związki węgla z powrotem w rozpuszczalne substancje mineralne. Ostatecznie uwalniany jest ditlcnck węgla, a jego hydroliza prowadzi do zmniejszenia pi I o około połowę jednostki bezpośrednio przy termoklinic. Ponowne obliczenie warunkowego iloczynu rozpuszczalności na podstawie równania (15.6) wymaga zastosowania takiej wartości A', węglanu wapnia, która uwzględnia ciśnienie panujące na głębokości 2500 m. W tych warunkach A", wynosi 1.3 • I0“⁶, a wartość warunkowego iloczynu rozpuszczalności, K'_t{2), oblicza się tak. jak w Przykładzie 15.1:

k:cł) =

A'ji • K_t 1,0-10"⁶-1,3-10"*

K>2

7.8 - 10"¹⁰

= 1.7 • 10“³

Należy zwrócić uwagę, że wykorzystaliśmy tutaj takie same wartości stałych dysocjacji kwasu. W bardziej dokładnych obliczeniach należałoby użyć stałych wyznaczonych dla warunków dużej głębokości.

W. Siumm. 1.1. Morgan. Aguatic chemislry. John Wiley and Sons. New York 1981.