3-mavzu: tabiiy suvlarning umumiy kimyoviy tarkibi - bet 2

3- SO2-4 munosabat bo'yicha xarakterlanadi. Bu tipdagi suvlar turli cho'kindi jinslar va ildiz jinslarning emirilish mahsulotlari bilan bog'langan.Mahsulot - iqtisodiy faoliyatning ashyolar va xizmatlarda mujassam etilgan natijasi. Uning moddiy-buyum shakli moddiy M. koʻrinishiga ega. Maʼnaviyat sohasida gʻoya, ixtiro va kashfiyotlar, yangi texnologiyalar, i.t.
Bu tipdagi aksariyat daryo, ko'l suvlari va kam va ko'p (o‘rtacha) mineralizasiyadagi er osti suvlari kiradi.
Uchinchi tip HCO-3 SO2-42 Mg2 yoki xuddi shunday, Cl->Na munosabati bo'lishga xarakatlanadi. Genetik jihatdan bu tipdagi suvlar aralashgan va litamorfizasiyalashgan hisoblanadi. Ularga okean, daryo, limanlar, ko'pgina sho'r ko'llar, aksariyat kuchli minerallashgan suvlar kiradi.
To'rtinchi tip suvlar HCO3=0 munosabati bilan xarakterlanadi, shu sababli bu tipdagi suvlar kislotali (nordon). Shuning uchun gidrokarbonatli suvlar sinfiga bu tip suvlar kirmaydi, va uning suvlari faqatgina sulfat va xlorid sinfning guruhlarda Ca2 va Mg2 uchraydi, ya'ni bir tip suvlari bo'lmagan joyda. To'rtinchi tipga rudali, konda uchraydigan, botqoq, vulqon, shuningdek kuchli ifloslangan sanoat oqova suvlari kiradi.
Vulqon - Yer poʻstidagi yoriqlar, kanallar orqali lava, issiq gaz, suv bugʻlari va jins boʻlaklarini chiqarib turadigan geologik tuzilma. Vulqon markazida asosiy vulqon kanali joylashgan boʻlib, yuqori mantiyadagi magma havzasidan (magma oʻchogʻi) magma va boshqa vulqon jinslari shu kanal orqali koʻta-riladi.
Ushbu klassifikasiyada sinflar, guruhlar va tiplarni ifodalash uchun simvollar mavjud. Sinf anianga muvofiq simvol bilan ifodalanadi:
, , guruh – kation simvoli bilan , tip raqami bilan; Simvol quyidagi ko'rinishda yoziladi: (gidrokarbonat sinf kalsiy guruhi, ikkinchi tip), . (sulfat sinfi, natriy guruhi, ikkinchi tip) yoki murakkab tarkib uchun (sulfatxloridli sinf) natriyli va magniyli guruh, uchinchi tip. Ikkinchi anion yoki kation indeksga shunday holda kiritiladiki, agar uning miqdori ko'p bo'lmasa (modda miqdorining ekvivalenti bo'yicha hisoblaganda 5 % chegarada) birinchi ionga tushadi.
Bundan tashqari indeksga mineralizasiya miqdori qo'shiladi. (pastda, 0.1 g/l/ gacha aniqlikda va umumiy qattiqlik (yuqorida, mol/litrda modda ekvivalentining butun birligicha aniqlikda), masalan, (gidrokarbo ikkinchi tip) mineralizasiya 0.4 g/l, qattiqlik 5 mmol/i modda ekvivalenti miqdori, qisqacha olganda, bu suvni shunday nomlash mumkin: gidrokarbonatli kalsiyli ikkinchi tip).
3. Suvlarning mineralizatsiyasi bo‘yicha klassikatsiyalanishi.
5 - MAVZU: TABIIY SUV HAVZALARIDAGI KIMYOVIY JARAYONLAR
Reja:
-
Tabiiy suv havzalaridagi jarayonlar haqida umumiy ma’lumot.
-
Tabiiy suv havzalarining oksidlanish-qaytarilish jarayonlari.
-
Suvdagi biogen elementlar.
-
Kimyoviy jarayonlarda suv o‘tlari va bakteriyalarning ishtiroki.
1. Tabiiy suv havzalaridagi jarayonlari. Gidrosferadagi kimyoviy jarayonlarni muhokama qilish atmosferadagi jarayonlarni o‛rganishga qaraganda juda qiyin, murakkab. Bunga sabab shuki, tabiiy suvlar ochiq suv tizimiga xos, bunda ular quyidagi muhitlar bilan modda va energiya almashinadi: atmosfera, litosfera, biologik tashkil etuvchilar. Shakily jihatdan barcha gidrosferani yoki uning aniq tizim ostilarini, masalan, suv havzalarini, oqadigan turdagi xuddi o‛ziga xos kimyoviy reaktor kabi ko‘rib chiqish mumkin (3-rasm).
3-rasm. Ochiq tizim ko‛rinishidagi gidrosfera
Gidrosfera – global ochiq tizim, barqarorligi uni tarkibiy qismlarini tashkil etuvchilariga qaraganda ko‛p. Bunday tizimning muvozanatini buzilishining xavfi, turg‛unlik va barqarorlikni buzilishi shunda sodir bo‛ladiki, bunda kirishda kimyoviy tarkib yoki fizik-kimyoviy ko‛rsatkichlar ma’lum darajada o‛zagarsa, shunga muvofiq chiqishdagi mahsulot ham shunga muvofiq bo‛ladi. Gidrosferadagi kimyoviy jarayonlarning xususiyatiga quyidagilarni kiritish mumkin:
1. Kimyoviy birikmalarning xilma-xil shakllari: barcha sinfdagi organik va noorganik moddalar ishtirok etadi. Masalan, metallar tabiiy suv havzalarining o‘zgarmas komponenti hisoblanib, ular gidrosferada oddiy ionlar, gidratlangan ionlar, kompleks va metal organik birikmalar, kollid zarracha va muallaq moddalar ko‛rinishida mavjud.
Metallar (yun. metalleuo - qaziyman, yerdan qazib olaman) - oddiy sharoitda yuqori elektr oʻtkazuvchanligi, issiq oʻtkazuvchanligi, elektr oʻtkazuvchanligi, elektr magnit toʻlqinlarini yaxshi qaytarishi, plastikligi kabi oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan oddiy moddalar. M.
2. Kimyoviy jarayonlarga gidrolizning ta’siri va ularda gidratlangan molekulalar va ionlarning ishtiroki. Masalan, temir suvda yashovchi organizmlarning muhim oziq komponenti hisoblanadi, gidrosferada gidrokompleks shaklida Fe3 mavjud.
Fe3 H2O ↔ FeOH2 H ,
FeOH2 H2O ↔ Fe(OH)2 H
Infraqizil (IQ) – spektroskopiyaning zamonaviy uslublari shuni ko‛rsatadiki, nordan suv muhitida haqiqatda erkin bo‛lmagan ion H va hatto ion bo‛lmagan gidroksoniya H3O ham mavjud, biroq ular (H )aq=H2O-H -OH2 akvakompleks ko‛rinishida ishtirok etadi.Uslub - tilning inson faoliyatining muayyan sohasi bilan bogʻliq vazifalariga koʻra ajratilishi. Kishilar faoliyatning barcha sohalarida aloqa qilish jarayonida tildagi leksik, frazeologik, grammatik va fonetik vositalarni tanlash va ishlatishda birbirlaridan maʼlum darajada farq qiladilar.
Ishqorli muhitda akvakompleks tarkibini (OH-)aq=HO—H -H , OH-, H2O ishlatiladi.
Umumal olganda, gidrosferada turli minerallar bilan sodir bo‛ladigan gidroliz jarayonlari muhim rol o‘ynaydi, bu faqatgina u yoki bu suv tizimining kimyoviy tarkibi nuqtai nazaridan emas, balki uning pH (muhit reaksiyasi) o‘zgarishi nuqtai nazaridan. Shunday ekan, agar mineral (tuz) kuchsiz kislota anionlaridan (H2S, H2CO3, H3PO4 va b.q.) va kuchsiz asos kationlaridan (KON, NaOH va b.q.) tashkil topgan bo‛lsa, gidroliz natijasida reaksiya muhiti ishqorli bo‛ladi (pH>7):
Na2S H2O ↔ NaHS NaOH,
S2- H2O ↔ HS- OH-
Minerallarni (tuzlar) gidrolizlanishida, kuchli kislota anionlari (HCl, H2SO4, HNO3 va b.q.) va kuchsiz asos kationlaridan (Al (OH)3, Zn (OH)2, NH4OH va b.q.) hosil bo‛lgan bo‛lsa, muhit reaksiyasi kislotali (pH<7) bo‛ladi:
AlCl3 H2O ↔ Al (OH)Cl2 HCl
Al3 H2O ↔ Al (OH)2 H
Agar mineral (tuz) kuchsiz kislota anionlari va kuchsiz asoslardan hosil bo‛lgan hollarda, gidroliz ohirigacha o‛tadi (biroq birinchi bosqich kabi emas, huddi oldingi holatlarda), reaksiya muhiti bo‛lsa neytralga yaqin (pH≈7) yaqin bo‛ladi:
CH3COONH4 H2O = CH3COOH NH4ON
CH3COO-NH4 H2O = CH3COOH NH4OH
Suv muhiti reaksiyasini shuningdek kuchli kislota anionlari va kuchli asos kationlaridan (NaCl, K2SO4, NaNO3 va b.q.) hosil bo‛lgan minerallar (tuzlar) o‛zgarmaydi, modomiki ular gidrolizga uchramaydi. Bunday holatlarda pH=7.
2. Tabiiy suv havzalarining oksidlanish-qaytarilish jarayonlari
1. Suv aralashmalaridagi kimyoviy reaksiyalari asosan ion almashinish va oksidlanish-qaytarilish. Oksidlanish-qaytarilish reagentlarini umumiy nisbiy tarkibi oksidlanish-qaytarilish (redoks) potensiali miqdorini harakterlaydi. Modomiki, tabiiy suvlarda aralashma kislorod mavjud bo‛lsa, plastinali elektrod potensiali vodorod elektrodi bilan taqqoslaganda ko‛proq to‛g‛ri (polojitelniy) bo‛ladi, demak bunday muhit oksidlovchi harakterga ega bo‛ladi. Redoks – potensial manfiy (teskari) ko‛rsatkichi anaerob suv muhitida ega. Masalan, kislorodning o‛rniga oltingugurt vodorodi ishtirok etsa. Bunday muhit qaytarilish harakteriga ega.
Ion almashinish reaksiya turiga misol qilib rux xlorid aralashmasining natriy gidrooksid bilan reaksiyasini keltirish mumkin:
ZnCl2 2NaOH = Zn (OH)2 1NaCl
Zn2 2OH- = Zn(OH)2
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyasiga misol qilib quyidagi reaksiyasini keltirish mumkin:
Cl20 H2O = HCl-1 HCl 1O,
Bu yerda xlor oksidlovchi va qaytaruvchi sifatida qatnashadi (o‛zi oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi). Yodga olamiz, oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi deb, zarrachalar bilan bo‛ladigan reaksiyada (atomlar, ionlar, molekulalar) qatnashuvchilar orasida elektronlarni o‛tishida yuz beradigan. Elektronlarni yo‛qotish jarayonida qandaydir zarracha uning oksidlanishi, zarrachaning o‛zi bo‛lsa, elektron beradigan – qaytarilish deyiladi. Elekrtron zarrachalarini birikish jarayoni uning qaytariluvchisi, elektron zarrachalarni qabul qiluvchini – oksidlovchi deyiladi. Shunday ekan, oksidlanish-qaytarilish reaksiyasi (OQR) borishida oksidlovchi qaytariladi, qaytariluvchi bo‘lsa oksidlanadi. OQR ning uchta turi farqlanadi: molekulyararo, ichki molekulyar, o‛zi oksidlanish-qaytarilish. Birinchi turga misol qilib, masalan, atmosferada sodir bo‛ladigan reaksiyalarni ko‛rsatish mumkin:
2S 4O2 O20 = 2S 6O3-2,
N20 2O20 = 2N 4O2-2.
OQRning ikkinchi turiga misol etib quyidagi reaksiyani ko‛rsatish mumkin mumkin:
2KCl 5O3-2 = 2KCl-1 3O20,
Uchinchi turiga misol avval keltirilgan xlor ishtirokidagi reaksiyani keltirish mumkin.
2. Havo-suv yuzasida gazlarning bug‛lanishi va aralashishi. Kislorod azotga qaraganda katta darajada aralashadi, shuning uchun tabiiy suvlarda ularning munosabati N2:O2 = 65:35 bo‘ladi. CO2 ni aralashish jarayonini o‛zaro teng reaksiyalarda ko‛rsatish mumkin, quyidagi keltirilganga.
Muvozanat, tabiiy suvlarda karbonat angidridning aralashish jarayoniga muvofiq:
CO2 (atmosfera) ↔ CO2 (gidrosfera)
Muvozanat, ko‛mir kislotasini hosil bo‛lishini xarakterlovchi:
CO2 (aralashma) H2O ↔ H2CO3
Ko‛mir kislotasining dissosatsiyasida jarayonlarning muvozanati:
H2CO3 ↔ H HCO3-,
HCO3- ↔ H CO32-.
Gidrokarbonat va karbonatlar gidrolizi
HCO3- H2O ↔ H2CO3 OH-
CO3- H2O ↔ HCO3- OH-.
Atmosfera va gidrosfera o‛rtasidagi CO2 almashinishini umumiy holda quyidagi ko‛rinishda ifodalash mumkin:
CO2 (atmosfera)
↕
CO2 (gidrosfera) ↔ CO2 H2O ↔ H2CO3 ↔ H HCO3- ↔ 2H CO32-
Qayd etish kerakki, gidrosferada aralashgan karbonat angidrid gazlari miqdori, atmosferadagi uning umumiy hajmidan taxminan taxminan 50 marta ko‛p. Bu sayyoramizda iqlimni o‛zgarish bashoratlarini tuzishda hisobga olishga to‛g‛ri keladi.
3. Sorbsion jarayonlar, demak adsorbsiya, absorbsiya va desorbsiya jarayonlari, odatda organik birikmalar ishtiroki bilan o‛tadi va tabiiy suvlar o‛z-o‛zini tozalashga imkon beradi.
4. Fotoliz – fotokimyoviy o‛zgarish, tabiiy suvlarda quyoshning ultrabinafsha (UB) nurlari ta’sirida, erkin radikallar va qo‛zg‛atilgan zarrachalar ishtirokida o‛tadi. Suv qatlamining qalinligi, qaysiki fotoliz amalgam oshadigan, bir necha metrga etishi mumkin. Fotoliz chuqur bo‛lmagan suv havzalari, daryo, hovuzlar, dengizlarning qirg‛oq buyi mintaqalari, ko‛llar, suv omborlarini ifloslantiruvchi moddalardano‛zini-o‛zi tozalash tozalash jarayonida muhim rol uynaydigan kislorod va erkin radiakallar ishtiroki bilan o‛tadi.Mintaqa - Yer yuzasining tabiiy geografik kenglik zonalligining eng yuqori bosqichi. Yer pusti yoki geografik qobiqning biror jihatdan oʻxshash boʻlgan, kenglik boʻylab choʻzilgan nisbatan kambar qismi. M.
Vodorod dunyodagi eng ko'p tarqalgan kimyoviy elementdir. Ammo shu bilan bir qatorda tabiiy suvlarda vodorod miqdori juda ozni tashkil etadi. Faqatgina o'ta nordon suvlarda uning miqdori ko'proq bo'ladi. Vodorod ionlari gidroximik jarayonlarda juda aktiv rol o'ynaydi va barcha tabiiy suvlarda qatnashadi, ya'ni
-
Suvning aktivligi birga yaqin bo'lib bu konstantani quyidagi ifoda orqali ko'rsatish mumkin.
Кw=[H ] [OH-]
Bu konstantaga suvning ionlari ko'paytmasi deyiladi. Suvning harorati 220 C bo'lganda ionlar ko'paytmasi 1·10-14 ga teng bo'ladi. Suvning harorati 220 C dan yuqori bo'lishi bilan ionlar ko'paytmasi o'sadi hamda N va ON- larning aktivligi oshadi 220 C dan pastda esa shuning teskarisidir.
220 C suvda boshqa ionlar bo'lmasa u toza suv bo'lib neytral reaksiyaga ega bo‘ladi, unda pH=7. Agar pH>7 suv ishqoriy va pH <7 suv nordon bo'ladi.
Shu sababli tabiiy suvlar pH ning qiymatiga asosan yetti guruhga bo'linadi.
-
O'ta nordon suv-рН <3
-
Nordon suv – рН =3.....5
-
Kuchsiz nordon suv – рН=5.....6,5
-
Neytral suv рН=6,5÷7,5
-
Kuchsiz ishqoriy suv –рН=7,5÷8,5
-
Ishqoriy suv-рН=8,5÷9,5
-
O'ta ishqoriy suv рН>9,5
рН ning miqdori juda ko'pchilik tabiiy suvlarda ko'mir kislotasi uning ioni konsentrasiyasi nisbati bilan belgilanadi. Uning dissosiyasi quyidagicha
-
Н2СО3
|
↔
|
Н НСО3
|
↔
|
2Н СО-23
|
3>7>