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海水中的那些离子

一.海水中哪些离子含量最高

海水中含量最高的离子当然是Cl-(约0.55mol/L)、Na+(约0.47mol/L)。晒盐晒的就是NaCl。其次是Mg2+(约0.05mol/L)、Ca2+(约0.01mol/L)、K+(约0.01mol/L)。

有人相信原始海水是淡水,是陆地矿物的不断流入变咸的,这些盐当然主要是可溶性的。地壳中含量最高的六种金属元素是Al、Fe、Ca、Na、K、Mg,除Al、Fe外,其余四种金属离子在海水中的浓度都比较高。

海水中有没有显著量的Br-?我们已知溴属海洋元素,Br-性质稳定,还原性很弱,溴化物多数易溶。溴在海水中含量不算太低(约8.4×10-5mol/L)。

海水中有没有显著量的NO3?数据不祥,但说“含有”估计问题不大(不超过3.5×10-5mol/L),第一,硝酸盐多为可溶,第二,天然雷雨是可能发生微量硝酸的。

同是可溶性的离子,海水中有没有显著量的NH4?有没有显著量的CH3COO-?氨和醋酸是人工合成制造的,天然海水中当然没有,除非海水已被严重污染。

初步印象:天然海水中的高浓度离子组成的盐基本上都是可溶性的强碱强酸盐,不包括人工制造物(比如有机物)。

二.关于海水的一些基本常识

1.海水是接近中性的弱碱性

其pH值在8以下,这相当于在15万升水中加入不到1g 的NaOH。旅游发达后,去海水里泡过的人不在少数,应该知道海水既不是酸性的也不是明显碱性的。

2.海水是长期稳定存在的体系

不是实验室临时配制的某种溶液,海洋的存在历史是以亿年计的。水中含氧,否则海洋生物不能生存。

3.食盐精制过程中需要除去的杂质离子主要是Ca2+、Mg2+和SO42

三.哪些离子在海水中不可能大量存在

1.海水中有没有Al?

地壳中铝的含量极高。但Al(OH)3的溶解度极低(mg(OH)2的溶解度尚且是它的几万倍),在明显酸性条件下电离为Al3+,在强碱性条件下电离为AlO2(Al(OH)4),所以海水中不应该有显著量的铝元素。

2.海水中有没有Fe?

地壳中金属含量铁仅次于铝。与Al(OH)3类似(比Al(OH)3的溶解度还低),Fe(OH)3只有在强酸性条件下才能电离为Fe3+

Fe3+、Al3+比Mg2+更容易结合OH-产生沉淀,应该跟它们所带的电荷量较高有关。

与SO32类似,Fe2+的化学性质以还原性为主,极易被氧化。

海水中不应该有显著量的铁元素。

2.硫元素在海水中的主要存在形式是什么?

S2-、SO32、S2O32都不稳定,极易被氧化,硫磺难溶于水。硫元素在海水中的主要存在形式无疑是SO42

4.海水中有没有CO32和HCO3

Ca2+、Mg2+与CO32不能共存。但估计可能会有显著量的HCO3。碳酸氢盐受热容易分解,所以食盐提纯过程中它是很容易被沉淀去除的。

5.贵金属在海水中的含量

金在海水中的含量仅为约2×10-9mol/L,这个浓度甚至低于海水中的Al、Fe元素和OH-,却还有人将它列在“海水中主要元素含量表”中?——可能是由于它金贵吧。

而金贵正是由于含量低,富集困难(能耗大)。

(责任编辑:化学自习室)
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