Размерность

Количественное выражение результатов анализа состава м.в. зависит от: (Химия океана, 1966, Алекин)

1) размерности концентрации раст­воренного компонента,

2) вида соединения, в котором выражен результат определения данного компонента и

3) формы выраже­ния концентрации растворенного компонента.

1. Размерность для выражения концентраций различных групп состава м.в. разная. Концентрация главных ионов выражается в граммах компонента, содержащегося в од­ном килограмме воды (г/кг), или, что одно и тоже, в промилле (0,1%), обозначаемое через ‰. Концентрация растворенных га­зов выражается через количество миллилитров, растворенных в одном литре воды (мл/л), биогенных элементов в мг/м³, или в миллионных долях грамма в одном литре (мкг/л), микроэлементы в мкг/л.

2. Вид соединения, в котором выражен результат анализа, отражается на количественной величине содержания. Это часто, к сожалению, не учитывается и иногда встречаются такие ука­зания, как: «... фосфатов содержится 30 мг/м³», или «... нит­ратов 120 мг/м³, без указания в виде какого соединения выра­жен результат определения. В разные периоды изучения химии природных вод, соответственно приемам, принятым в то время в аналитической химии, результаты анализа выражали по разному: в виде солей, окислов, ионов, – что частично еще сохрани­лось в литературе. Например, нитраты выражали в виде N₂O₅ и NO₃'. В настоящее время выражают через основной элемент, об­разующий данное соединение, т. е. для нитратов N, для фосфатов Р ит. д.

Для выражения концентрации в виде другого соединения необх. сделать соответствующий перерасчет, т.к. хим.формула выражает не только качественный состав, но и количественные соотношения между элементами.

Например: конц. нитратов в виде N₂O₅ = 120 мг/м³, то

в виде NO⁺₃ она составит 120 · 128 (2·64 (это ат.вес NO₃ (14+3·16) / 108 (28+80) = 138 мг/м³; (2 в числителе потому, что в формуле 2 атома азота)

в виде N она составит 120 · 28 (2·14) / 108 = 31,1 мг/м³;

а в виде NH₄ она составит 120 · 14(N) / 18(NH₄) = 31,1 мг/м³

3. Форма выражения концентрации растворенных в воде ве­ществ имеет следующие разновидности.

а) абсолютная, при применении которой концентрация выра­жается в г/кг, мг/м³, мл/л, мкг/л.

б) грамм-молекулярная, при применении которой концентра­ция выражается через число грамм-молекул (г-моль) или ее долей растворенного вещества в одном литре раствора.

Для расчета грамм-молекулярной концентрации следует кон­центрацию в г/кг разделить на молекулярный вес вещества. Грамм-молекулярная, или молярная, концентрация обозначается через М, например: 1,0 М (один молярный раствор), 0,1 М (децимолярный) и т. д. Например, если концентрация СО₂ в дистиллированной воде, находящейся в равновесии с атмосферой, равна 0,6 • 10^-3 г/л, то молярная ее концентрация будет 0,6 • 10^-3 / 44(12+32) = 1,36• 10^-5 г-моль, или в миллимолях (как в Атласе) 0, 0136 mМ.

в) эквивалентная форма похожа на ионную, но в ней за основу берется не грамм-ион, а грамм-эквивалент (г-экв). Для одновалентныхионов обе эти формы тождественны. Для пере­вода в эквивалентную форму надо концентрацию ионов в г/кг или мг/кг разделить на ионный вес и умножить на валентность, т. е. разделить на эквивалентный вес иона.

Например, содержание SO²⁺₄ в 2,705 г/кг соответствует2,705 · 2 / 96,066(32,066+64)= 0,5631г-экв/кг, или 563,1 мг-экв/кг.

Эквивалентная форма удобнадля сравнения концентрации различных ионов, так как ионы реагируют между собой пропорционально своим эквивалентным весам, и в растворе количество эквивалентов анионов всегдаравно количеству эквивалентов катионов. Это положение позволяет проверять правильность выполнения полного анализа воды, рассчитать один из неопределявшихся ионов и вообще сравнить между собой концентрации отдельных ионов раствора по их «химически равноценным» концентрациям.

г) атомная форма (мг-атом/л) вычисляется путем деления величины конц. данного элемента в мг/л на его атомный вес (если он выражен в виде элемента N, P, Si и т.д.) или сумму атомных весов элементов, если оно выражено в виде соединения или иона.

Атомная форма тождественна с молярной и ионной, а для одновалентных ионов и с эквивалентной формой.