HÜDROSFÄÄR

HÜDROSFÄÄR

HDROSFR I, II Loeng 10-11 14.04.2006 (phad) 21.04.2006 ldist hdrosfrist Hdrosfr on Maa atmosfri ja litosfri vahel paiknev katkendlik kiht, mille moodustavad tahke ja vedel vesi. Kogumass on 1,4.1021 kg = 1,4.1018 tonni ~3/4 maismaast on mered ja ookeaanid. Elu ookeaani phjas erineb tunduvalt elust ookeaani pindkihtides. ~97 % maailmamere vesi, 2 % mandrij 0,4 % siseveekogude vesi Vee uurimisega on seotud keskkonakeemia, hdroloogia, limnoloogia, okeanoloogia HDROSFRI KEEMIA on mratud vee molekuli fsikalis-keemiliste

omadustega ja piirpindade atmosfr/hdrosfr ning litosfr/hdrosfr keemiaga Olulised on ka veekogude fsikalised omadused, nagu lbipaistvus UV-kiirtele, temperatuur, turbulents Turbulents keeriseline liikumine (vedelikes, gaasides) Misteid seoses veega Hdrofiilne - vett "armastav". Nukleofiilne on tuuma, ka prootonit, "armastav". Alused on nukleofiilsed reagendid (OH). Elektrofiilne on elektroni (elektronpaari) "armastav" reagent (H+, Fe3+) Hdrofoobne - vett "eemale tukav". Benseen, alifaatsed ssivesinikud nagu metaan, etaan, propaan, butaan, pentaan jne on hdrofoobsed reagendid. Steariinhappe CH3(CH2)16COOH pikk ssinike ahel CH3(CH2)16 ehk C17H35 on hdrofoobne osa molekulist, ei lahustu vees, karbokslrhm COOH on hdrofiilne osa molekulist, lahustub vees.

Hdrateerunud ioonide suurused Katioonid Na+ r = 95 pm K+ r = 113 pm Na+(aq) r = 276 pm K+(aq) r = 232 pm Suurema ionisatsioonipotentsiaaliga Na (3-s periood, 3 elektonkihti, tuumalaeng 23) hoiab kvemini vliselektrone kui viksema ionisatsioonipotentsiaaliga K (4-s periood, 4 elektronkihti, tuumalaeng 39). Hdrateerumisel on tuumalaeng on mrav:

+39 (K) tmbab enam vee dipooli negatiivset poolt kui +23 (Na) KEEMILISED ELEMENDID MEREVEES Element Kontsentratsioon, g/m3 Phikuju (katioon +, anioon -) kloor Cl 18 980 Cl naatrium Na 10 540 Na+ magneesium Mg 1 270 Mg2+, [MgSO4] vvel S 2 460 SO42 , HSO4 kaltsium Ca 400 Ca2+, [CaSO4] kaalium K

380 K+ broom Br 65 Br ssinik C 28 HCO3 , CO32 , CO2 strontsium Sr 8 Sr2+ boor B 20 B(OH)3, [B(OH)4] rni Si 3 Si(OH)4, Si(OH)3O fluor F 1,3 F , MgF+ argoon Ar

0,6 Ar lmmastik N 0,6 NO3 , NO2 , NH4+, N2 jood I 0,06 I, IO3 raud Fe 0,01 Fe(OH)2+, Fe(OH)4 alumiinium Al 0,01 Al(OH)4 hendeid merevees Heitvetega satub merre pestitsiide ja vetisi. Tulemuseks vetikate vohamine, mis takistab pikesekiirguse toimel toimuvat fotosnteesi. Hapnik-ssihappegaas vahekord muutub - loomsetel organismidel ei jtku hapnikku.

Merevette satub heitvetega ka toksilisi hendeid, niteks dimetlelavhbedat (CH3)2Hg. 3500 m sgavusel on leitud freoone (metaani Cl ja F derivaate, so CFC=ChloroFluoroCarbons) kontsentratsioonis ~5 pikomooli/kg (5.1012 mooli/kg) VEE TARBIMINE I. 1900. a. tarbiti he inimese kohta pevas USA-s 1990 2005 ~ 40 liitrit vett ~600 liitrit vett (olme+aedade, muru kastmine) ~200 liitrit isiklikuks tarbeks (ei arvestata kastmist) ~8 000 liitrit kogutarbimine II. Tooraine allikas soolad metallid mittemetallid

46 % pllumajandus 46 % tstusvajadused 8 % munitsipaal + olme NaCl, MgCl2, Na2SO4 U, Mg, Mn J2, Cl2, Br2 SOOLSUS JA HAPPELISUS Merevesi on soolane. Soolsus on 1 kilogrammis merevees olevate kuivade soolade hulk grammides. Baltimere soolsus on ~0,5 % ehk 5 (promilli) (1kg - 5 g sooli) Ookeanivee soolsus on kuni 3,5 % (35 ) (1kg - 35 g sooli) NB! Kige soolasem looduslik vesi maakeral on Vahemeres Kreeta ranniku lhedal. 3,6 km sgavusel meresvikus on vesi 3 korda soolasem kui tavaline ookeanivesi, ~10 % (philiselt MgCl2).

Merevee pH = 7,5 - 8,5 (pH >7 so aluseline keskkond) so aluseline vesi [OH] > [H+] (pH = -log [H+]) VEE ALUSELISUS ..so vime haarata H+-ioone (pH>7) Merevesi on aluseline, jrelikult selles peavad vees olema ioonid OH, CO32, HCO3 OH + H H2O CO32 + H HCO3; HCO3 + H CO2 + H2O Al3 on merevees hdrateerunud Al(H2O)63 , hdrateerunud ioon Al(H2O)63 annab vees ra prootoni H (H2O)6 (H2O)5(OH) + H Al(H2O)63 + H2O Al(H2O)5OH2 + H3O VEE KAREDUS Ca2+, Mg2+, Fe2+ ioonide olemasolu vees (Fe annab pruuni vrvi) Mduv karedus, keetmisega saab pehmendada:

Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2, G = H - TSG = G = H - TSH - TG = H - TSS G = H - TSH > 0, G = H - TSS>0 Reaktsiooni vaba energia muut G<0, kui G<0, kui TG = H - TSS>G = H - TSH, st reaktsioon toimub ainult krgel temperatuuril, keetmisel KEEMILISI REAKTSIOONE MEREVEES PbS +2O2 PbSO4 Redoksreaktsioon S2 - 8e S6+ 4O0 + 8 e 4O2 vvel oksdeerub hapnik taandub (OA oli 2, muutus +6) (OA oli 0, muutus -2)

Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, kus keemiliste elementide oksdatsiooniaste (OA) muutub OA suureneb, kui oksdeerub ja vheneb, kui redutseerub. Jrgneb hdrols vees: PbSO4 + 2H2O Pb(OH)2 + SO42 + 2H+ vee aluselisus vheneb Priit merevees (summaarne reaktsioon) 4FeS2 + 15O2 + 14H2O 4Fe(OH)3 + 8SO42 + 16H+ Keemilisi reaktsioone vees Elu merevees on otsese sltuvuses ftoplanktoni fotosnteesist merepinna lheduses pikesekiirguse toimel. Ftoplankton jaoks on empiirilise valem C106(H2O)106(NH3)16PO4 Saadakse fotosnteesiks vajalike CO2, H2O ja vetiste koosmjul: 106 CO2 + 122 H2O + 16 HNO3 + H3PO4 = (CH2O)106(NH3)16H3PO4 + 138 O2 Ftoplankton taimne hljum, vees hljuvate taimsete organismide

kogum. Sinivetikad tekivad sarnaselt, kui palju vetisi merre MEREPHJA KEEMIA Merevee koostis sltub biogeokeemilistest protsessidest, lahustunud ained - tahkesse olekusse. Merephja tahke koostis sltub geograafilisest asukohast. Lisaks suubub merre voogudena tahkeid aineid, neist suurem osa on savimineraalid illiit, kaoliniit, montmorilloniit, kloriit (Al2Si2O5(OH)4 kaoliniit, kahekihiline) SiO2 (s) + 2 H2O = H4SiO4 Al2O3.3H2O (s) + 2 H2O = 2 Al(OH)4 + 2 H+ (gibbsiidi reaktsioon) Ca5(PO4)3(OH) (s) + 3 H2O = 5 Ca2+ + 3 HPO42 + 4 OH (apatiidi reaktsioon) Kivimid magnesiit MgCO3, hematiit Fe2O3, priit FeS, galeniit PbS, dolomiit CaMg(CO3)2, lubjakivi CaCO3 vivad esineda mere phjas. Looduslik gaas (maagaas, soogaas, kaevandusgaas) Metaani CH4 teke fermentide abil (lagunevast orgaanikast): 1/4 CH2O = 1/8 CO2 + 1/8 CH4

Metaani plemine: 1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O tielik plemine 2) 2CH4 + 3O2 = 2CO + 4H2O mittetielik plemine 3) CH4 + O2 = Ctahm + 2H2O mittetielik plemine Metaani ja hapniku suhe 1) 1:2 2) 2:3 3) 1:1. Mida vhem hapnikku, seda enam tahma Loodusliku gaasi keemiline koostis koosneb philiselt metaanist CH4 HEND VALEM KOGUS, %

Metaan CH4 88,0-95,0 Etaan C2H6 3,0-8,0 Propaan C3H8 0,7-2,0 Butaan

C4H10 0,2-0,7 Pentaan C5H12 0,03-0,5 Ssinikdioksiid CO2 0,6-2,0 Lmmastik N2 0,3-3,0

Heelium He 0,01-0,5 Kllastunud ssivesinike (CnH2n+2) faasilised olekud CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C8H18 metaan etaan propaan butaan oksaan

CnH2n+2 gaasilised hendid NAFTA C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 pentaan heksaan heptaan oktaan nonaan dekaan C5 - C70 alkaanid + tskloalkaanid vedelikud (bensiin) Alates C16H34 C17H36 steariin kuni C70H142 on tahked nafta komponendid

HAPNIK VEES Vees lahustunud hapnik O2 (LH) 25 C 0 C 8,32 mg/l 14,74 mg/l Kalad ja teised mereorganismid kasutavad hingamiseks umbes 4-5 mg/l hapnikku Vee biokeemiline hapniku tarve (BHT)- hapniku hulk, mis on vajalik 1) veetaimede lagundamiseks prast nende "surma" ja 2) mikroorganismide, mis sattusid vette heitvetega, lagundamiseks Puhas vesi Vga reostunud vesi BHT < 30 mg/l

BHT > 100 mg/l Aeroobsed ja anaeroobsed protsessid hdrosfris Aeroobne hapniku (hu) juuresolekul, hdrosfri pinnakihtides aeroobne hingamine 1/4 CH2O + 1/4 O2 = 1/4 CO2 + 1/4 H2O Anaeroobne ilma hu (hapniku) juurdepsuta, mere phjas anaeroobne hingamine 1/4 CH2O = 1/8 CO2 + 1/8 CH4 1/4 CH2O +1/4 H2O = 1/4 CO2 + 1/2 H2 (CH2O)106(NH3)16H3PO4 +84,8 HNO3 106 CO2 + 148,8 H2O + 42,4 N2 + 16 NH3 + H3PO4 Merephja ja merepinna keemilise koostise erinevus Pinnavees on oksdatsiooniaste keemilistel elementidel suurem, hapnik kui oksdeerija tegutseb: O2, CO2, NO3, SO42, Fe(OH)3, MnO2 Orgaanika aeroobne lagunemine: {C, H, O, N, S, P} + O2 CO2, H2O, NO3, SO42, HPO4

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Phjavees on keemilised elemendid taandatud vormis OA on vike), oksdatsiooni aste viksem, kuna puudub hapnik, mis oksdeeriks: CH4, NH4+, H2S, Fe(OH)2, MnO Orgaanika anaeroobne lagunemine: {C, H, O, N, S, P} CH4, H2O, NH4+, H2S, PH3, NH3 jne

Recently Viewed Presentations

  • Inductive Current Profile Control and Sustainment in the RFP

    Inductive Current Profile Control and Sustainment in the RFP

    Background and Project Description : MST is a plasma physics experiment currently running in the physics department. MST operates in a pulsed mode, taking plasma shots that last approximately 40-60ms. Before the shot, gas input at 15 different points in...
  • The Bing, The Bang, and The Bongo

    The Bing, The Bang, and The Bongo

    It's easy with the bing, the bang, and the bongo! Let's see how it works. An essay is a group of paragraphsrelating to one main idea.The bing, the bang, and the bongo is a method for organizing your thoughts when...
  • Analyzing Continuous and Categorical IVs Simultaneously

    Analyzing Continuous and Categorical IVs Simultaneously

    What is the difference between ordinal and disordinal interactions? Why do we test for regions of significance of the difference between regression lines when we have an interaction? Mixed IVs. Simplest example has 2 IVs. 1 IV is categorical (e.g.,...
  • BATS: Classification MAMMALS  HAVE HAIR/FUR  NURSE YOUNG  LIVE

    BATS: Classification MAMMALS HAVE HAIR/FUR NURSE YOUNG LIVE

    Tahoma MS Pゴシック Arial Wingdings Times New Roman Comic Sans MS Slit 1_Slit PowerPoint Presentation MAMMALS CLASSIFICATION CHIROPTERA Megabats Characteristics of Megabats Microbats CHARACTERISTICS OF MICROBATS OF ALL BATS IN THE WORLD: Can you differentiate between megachiroptera and microchiroptera?
  • Most importantly, we patients prefer and hope to

    Most importantly, we patients prefer and hope to

    See Herts CCs graph of Doom * Want to give them a sense of our ambition and great partnership working and trust in the system and that HF has allowed us to build on this - a virtuous circle Andrew...
  • Presentación de PowerPoint - strtn.org

    Presentación de PowerPoint - strtn.org

    Neuroglial tumors Astrocytomas colloid cyst Epidermoid cyst Craniopharyngoma Ch Plexus Papilloma Germinoma Lymphoma Pineal cyst Metastases Macroadenoma 4 6 4 2 2 2 2 2 1 1 1 9. IMAGING OF MIDLINE TUMORS OF THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM. 09. of....
  • Piet Mondrian Poster Project Steps towards making an

    Piet Mondrian Poster Project Steps towards making an

    Piet Mondrian. Respecting Art Room Class Time. Why is it important to be in art class? Define the problem. When are students missing art room class time the most? Gather the evidence. Beginning of class? During class? End of class?...
  • Irish Naval Service Seírbhis Chablaigh Eireann

    Irish Naval Service Seírbhis Chablaigh Eireann

    - 360 tons displacement Commissioned Royal Navy as HMS Alverton. Commissioned into Irish Naval Service - February 23, 1971 at Gibraltar Sold to Spanish interests for breaking - 1984 Armament: 40mm Bofors Gun 20mm Oerlikon. The Irish Naval Service From...