介紹
海水pH值是測量海水酸鹼度的一種標誌。海水由於弱酸性陰離子的水解作用而呈弱鹼性。海水pH變化不大,一般在在8.0~8.5之間,表層海水通常穩定在8.l±0.2左右,中、深層海水一般在7.8~7.5之間變動。海水pH值因季節和區域的不同而不同:夏季時,由於增溫和強烈的光合作用,使上層海水中二氧化碳含量和氫離子濃度下降,於是pH值上升,即鹼性增強,冬季時則相反,pH值下降。在溶解氧高的海區,pH值也高;反之,pH值就低。
影響因素
海水的pH變化主要是由CO的增加或減少引起的。海水的pH一般在7.5~8.2的範圍變化,其值變化很小,因此有利於海洋生物的生長,主要取決於二氧化碳的平衡。在溫度、壓力、鹽度一定的情況下,海水的pH主要取決於H2CO3各種離解形式的比值。海水緩衝能力最大的時候pH應當等於碳酸第一、第二級離解常數。反過來,當海水pH值測定後也可以推算出碳酸的濃度。當鹽度和總CO一定時,由於碳酸第一、第二級離解常數隨溫度、壓力變化,所以海水的pH值也隨之變化。計算出不同溫度、壓力下的碳酸第一、第二級離解常數值,就可以計算出pH。在實驗室測定海水的pH時,如果溫度、壓力與現場海水不同,則需要進行校正。
由於深度改變引起的壓力校正可以通過查表得到。
海水pH值測量
測海水pH值的意義
海水pH值是研究二氧化碳體系時易於直接測定的最重要的物理量之一。
1、根據所測的pH值,結合其他一些可測的物量參量,即可計算海水二氧化碳體系中各分量的含量;從而得到不同海區不同水層中二氧化碳平衡體系比較明確的圖象,以避免一一直接測定這些分量;
2、藉助於pH值的分布,有助於認識各種海洋動植物的生活環境,進而掌握海洋動植物的生長繁殖規律;
3、 海水的pH值也直接影響到海洋中各種元素的存在形態及其反應過程。
總之,海水pH是海洋化學研究的重要參數之—,測定海水pH值對研究開發利用海洋資源具有十分重要的意義。
測定步驟
一、pH值的校準
1、打開儀器連通電源,電極插頭與儀器電極插座連線,預熱30分鐘。
2、將儀器選擇開關撥至pH檔
3、將溫度調至當前溫度(25℃)
4、用蒸餾水沖洗電極,並使用潔淨濾紙吸乾水分
5、將電極浸入pH=6.864的標準緩衝溶液瓶,將斜率旋鈕置100%處(順時針旋到底),搖動瓶子,待平衡後調定位旋鈕至顯示6.86
6、取出電極,用蒸餾水沖洗電極,並使用潔淨濾紙吸乾水分
7、將電極浸入pH=4.003的標準緩衝溶液瓶,搖動瓶子,待平衡後調斜率旋鈕,至顯示4.00,保持斜率、定位旋鈕不動
8、核准,再次浸入pH=6.864的標準緩衝溶液瓶,看讀數是否一致,若不一致,重複定位和調斜率步驟
9、取出電極並用蒸餾水洗乾淨,並用潔淨濾紙吸乾水分,放入保護液中或直接測定樣品
二、水樣pH的測量:
1、調準後,取出電極用蒸餾水洗淨,並用潔淨濾紙吸乾水分
2、將電極侵入待測溶液,搖動瓶子,待平衡後,可從顯示器讀出樣品的pH值
3、測量完畢後,取出電極並用蒸餾水洗乾淨,並用潔淨濾紙吸乾水分,放入保護液中
計算:,r:溫度校正係數;t'測定時的溫度℃;t現場溫度℃;β:壓力校正係數;d:深度m。
海水pH值性質
海水pH值與溫度的關係
海水pH值隨溫度升高而略有降低,這是海水中弱酸的電離常數隨溫度升高而增大的結果,因此,如果實際測定海水pH值時的水溫與現場溫度不同,就需進行校正。
海水pH值與壓力的關係
海水靜壓增大,海水的pH值降低,這是由於碳酸的離解度隨深度而增大,壓力對pH值的影響可按Culberson等(1968)提出的校正式進行校正。
海水pH值與鹽度的關係
海水鹽度的增加,離子強度增大,海水中碳酸的電離度就降低。從而氫離子的活度係數及活度均減少,即海水的pH值增加。
晝夜變化
夏季:白天表層海水光照時間長,浮游植物光合作用強度大於生物呼吸及有機質氧化分解強度,結果海水中出現CO的淨消耗,pH值逐漸上升;午後3—4小時內,pH值幾乎達到最大值;晚間,光合作用停止,但呼吸作用和有機質降解作用照常進行,產生的CO逐漸積累,海水pH值逐漸下降。
冬季:由於水溫低,生物的光合作用與有機質的分解速率均下降,pH值的晝夜變化幅度比夏季小 。