탄산염 시스템 및 알칼리도

탄산염 시스템은 자연수의 주요 산-염기 완충 시스템으로, 용해된 이산화탄소, 중탄산염, 탄산염을 pH 및 알칼리도와 연결합니다.

Definition

자연수의 pH를 완충하는 용해된 무기 탄소 종의 결합된 평형과 산 중화 용량의 척도인 알칼리도.

Scope

이 주제는 이산화탄소, 탄산, 중탄산염 및 탄산염 이온 간의 평형, 알칼리도의 정의 및 측정, 자연수 및 해수의 완충 작용, 그리고 산, 염기 또는 이산화탄소 첨가에 대한 시스템의 반응을 다룹니다.

Core questions

• pH 함수로서 탄산염 종은 어떻게 분포됩니까?
• 알칼리도는 무엇을 측정하며 어떻게 보존됩니까?
• 이산화탄소를 추가하면 물의 pH가 왜 낮아집니까?
• 탄산염 시스템은 탄산염 광물 포화를 어떻게 제어합니까?

Key theories

탄산염 평형 및 알칼리도 보존

용해된 무기 탄소는 pH 의존적 평형에 따라 CO2, 중탄산염 및 탄산염으로 분할되며, 양성자 수용체 용량인 알칼리도는 이산화탄소 교환 하에서 보존되고 자연수의 완충 작용을 제공합니다.

Mechanisms

이산화탄소는 용해되어 탄산으로 수화되며, 이는 두 단계로 해리됩니다. 중탄산염과 탄산염의 상대적 풍부도는 pH에 따라 변하지만, 이산화탄소가 추가되거나 제거될 때 알칼리도는 일정하게 유지됩니다. 이것이 이산화탄소 흡수가 알칼리도를 변경하지 않고 pH와 탄산염 이온 농도를 낮추는 이유입니다.

Clinical relevance

탄산염 시스템은 수처리에서 사용되는 완충 용량과 탄산칼슘 용해를 제어하는 탄산염 포화를 설정합니다. 인위적인 이산화탄소에 의한 교란은 해양 산성화를 유발합니다.

History

자연수에서 탄산염 시스템의 정량적 처리는 20세기 물리화학 및 해양학을 통해 발전했으며, 수생 화학 교과서에 체계화되었습니다.

Seminal works

• stumm1996
• hoeghguldberg2007

Frequently asked questions

이산화탄소가 추가될 때 알칼리도가 왜 일정하게 유지됩니까?

이산화탄소를 추가하면 탄소 종의 분포가 변하고 pH가 낮아지지만, 순 양성자 수용체 전하를 추가하지 않으므로 총 알칼리도는 보존됩니다.