Реферат: Національний Університет Києво-Могилянська Академія
Головним джерелом сполук кремнію в природних водах є процеси хімічного вивітрювання і розчинення мінералів, що містять кремній, наприклад алюмосилікати:
KMg3 AlSi3 O10 (OH)2 + 7H2 CO3 + 1/2H2 O --> K+ + 3Mg2+ + 7HCO3- + 2H4 SiO4 + 1/2Al2 Si2 O5 (OH)4
Значні кількості кремнію надходять у природні води в процесі відмирання наземних і водяних рослинних організмів, з атмосферними опадами, а також із стічними водами підприємств, що роблять керамічні, цементні, скляні вироби, силікатні фарби, зв'язуючі матеріали, кремнійорганічні каучуки і т.д.
Форми сполук, у яких знаходиться кремній у розчині дуже різноманітні і змінюються в залежності від мінералізації, складу води і значень рН. Частина кремнію знаходиться в розчиненому стані у виді кремнієвої кислоти і полікремнієвих кислот:
H4 SiO4 <=> H+ +H3 SiO4-
Таблиця. Співвідношення форм похідних кремнієвої кислоти у воді в залежності від значень рН, від % кількості речовини еквівалентів
(К1 = 1.41. 10-10 ) [2] .
| Форма | рН | |||
| 7 | 8 | 9 | 10 | |
| [H4 SiO4 ] | 99.9 | 98.6 | 87.7 | 41.5 |
| [H3 SiO4 -] | 0.1 | 1.4 | 12.3 | 58.5 |
Полікремнієві кислоти мають перемінний склад типу mSiO2 . nH2 O, де m і n - ціле число. Крім того, кремній міститься в природних водах у виді колоїдів типу xSiO2 . yH2 O.
| Концентрація кремнію в річкових водах коливається звичайно від 1 до 20 мг/дм3 ; у підземних водах його концентрація зростає від 20 до 30 мг/дм3 , а в гарячих термальних водах вміст кремнію може досягати сотень міліграмів у 1 дм3 . |
Порівняно малий вміст кремнію в поверхневих водах, що поступаються розчинності діоксиду кремнію (125 мг/дм3 при 26 °С, 170 мг/дм3 при 38 °С), вказує на наявність у воді процесів, що зменшують його концентрацію. До них треба віднести споживання кремнію водяними організмами, багато які з який, наприклад діатомові водорості, будують свій скелет із кремнію. Крім того, кремнієва кислота як більш слабка витісняється з розчину вугільною кислотою:
Na4 SiO4 + 4CO2 + 4H2 O = H4 SiO4 + 4NaHCO3
Сприяє нестійкості кремнію в розчині і схильність кремнієвої кислоти за певних умов переходити в гель.
Режим кремнію в поверхневих водах до деякої міри подібний із режимом сполук азоту і фосфору, проте кремній ніколи не лімітує розвиток рослинності [7] , [2] .
| ГДКв кремнію дорівнює 10 мг/дм3 [1] . |
Вуглець
Діоксид вуглецю
Діоксид вуглецю міститься у воді в основному у виді розчинених молекул CO2 і лише мала частина його (близько 1%) при взаємодії з водою утворить вугільну кислоту:
CO2 + H2 O <=> H2 CO3
Діоксид вуглецю, гідрокарбонаті і карбонатні іони є основними компонентами карбонатної системи. У розчині між ними існує динамічна рівновага:
H2 CO3 <=> Н+ + HCO3- <=> 2Н+ + CO3 2-
Співвідношення між компонентами значною мірою визначається значенням рН. При рН 4.5 і нижче з усіх компонентів карбонатної рівноваги у воді присутня тільки вільна вуглекислота. У інтервалі рН=6-10 гідрокарбонаті іони є основною формою похідних вугільної кислоти (максимальний їх вміст при рН=8. 3-8. 4). При рН більше 10.5 головною формою існування вугільної кислоти є карбонатні іони.
Головним дж?