中海大海洋化学课件04海水中的气体.pptxVIP

大气气体组成及其在海水中的溶解度 气体在海－空界面间的交换 海洋中的溶解氧 海洋中的非活性气体 海洋中的微量活性气体 碳在海－气间的循环(选读); 第四章 海水中的气体 §4-1 大气气体组成及其在海水中的溶解度; ●不变气体成分(11种) 主要成分： N2 、O2 、Ar; 气体成分;; 呛Dalton分压定律 pT = pN2 + pO2 + pAr + pH2 O +... 某理想气体分压pG为 pG = 呛气体分体积定律 T N2 O2 Ar H2 O G G 该理想气体分数fG 为 VG nG pG VT nT pT; 呛真实气体 ( Van der Waals方程) pG + (VT ? nG b) = nG RT 式中， a 、b为范得华常数。 a是与分子间引力有关的常数 b是与分子体积和压缩系数有关的常数。 标准状态(273. 15K ，101325Pa)下理想气体摩尔体积为22.414 dm3 mol－1。空气气体成分摩尔体积与之稍有偏离，如He (0. 1%)、 Xe (0.6%)。除精确计算外，可视为理想气体。; 呛湿度校正 所谓湿度校正是将含有水蒸气的“湿”空气，折算成不含水蒸气 的“干”空气。 绝对湿度： 大气中水蒸气的分压或含量。以分压表示时符号为 “pH2O” ，单位为“Pa”或“atm”。 pD = pT ? pH2O 相对湿度： 一定温度条件下，空气中水蒸气含量(或蒸气压) 与该温度下饱和蒸汽量(饱和蒸气压)的比值，以“h%”表示。 pD = pT ? pS × h% 某气体分压校正为 pG = (pT ? pS × h%)fG; c = K 1 ? pG;; ln = K ? S; Herry定律仅表示了气体溶解度与气体分压的关系，无法表示气体 溶解度与温度、盐度之间的关系。 对于某一大气气体成分(不变成分)，如果大气压力取标准大气 压(即1atm，为101,325Pa) ，则气体分压就被确定。气体溶解度为 温度和压力的函数。; 1. Fox (1909)公式 (c 2 )Fox = 10.291 ? 0.2809t + 0.006009t2 ? 0.0000633t3 ? (0.1161 ? 0.003922t + 0.000063t2 ) ? Cl 公式条件为海水与1atm干空气平衡，单位是cm3 dm－3。 该公式使用了60年，目前已停止使用。 2. Truesdale (1955)公式 (c 2 )Truesdale = 14.161 ? 0.3943t + 0.007714t2 ? 0.000646t3 ? (0.0841 ? 0.0256t + 0.0000374t2 ) ? S 公式条???为海水与1atm饱和湿空气平衡。但其计算结果比Fox公式 低约4% (可能是公式确定时用Winklet法测溶解氧有部分I2挥发，因此 该公式未采用。我国1975年海洋调查规范采用了Truesdal公式。); 3. Weiss气体溶解度公式 自1970年起， Weiss对海水中溶解N2 、O2 、Ar 、CO2等气体(包括 痕量活性气体)溶解度进行了测定。 ○ Weiss采用相对湿度h%为100的空气与海水平衡进行测定(考虑气 体溶解入海水前，在海水表面水蒸气接近饱和)。 ○气体溶解度采用统一表示法，即用Bunsen (本生)系数表示气体溶 解度。 －Bunsen系数是指纯气体在溶液中的溶解度，其定义为：当气体分压 为1atm，温度为T时，溶解在单位体积溶液中的该气体在标准温 度、压力下(NTP)的体积，以β表示。; 三、海水中气体溶解度关系式; 3. Weiss气体溶解度公式 ●Bunsen系数关系式 －盐度一定时， Bunsen系数与温度的关系式由Van’t Hoff 方程导出。 d lnKp ΔHO dT = RT2 ΔHO 为标准状态下的反应焓，是温度的函数，可由Kirchhoff 公式给出： ΔHO = ΔH + ∫ ΔCp dT ΔCp 是恒压热容，与温度的经验关系式为 Cp = a + bT + cT2 + ... ΔHO = ΔH