15. Газообмен с гидросферой. Особенности поглощения химических веществ гидросферой.

Все газы содержащиеся в атмосфере присутствуют в растворенном виде и в гидросфере. Между атмосферой и поверхностным слоем гидросферы через поверхностную пленку осуществляется газообмен и благодаря диффузии и перемешиванию газы равномерно могут распределятся в объеме воды. При нормальных условиях поверхностный слой воды насыщен газом и вода содержит максимально допустимое количество газа. Эта величина определяется законом Генри, который связывает между собой массу газа с давлением газа в объеме растворителя находящегося в равновесном состоянии.

M =Kp, м-масса газа, К-константа, р- парциальное давление газа в атмосфере.

Закон Генри не выполняется если рассматриваемый газ может вступить в химическую реакцию в какими-либо химическими элементами растворимыми в воде. При равновесных условиях парциальное давление газа в растворе равно парциальному давлению газа в атмосфере. И переход газа из одной фазы в другую происходит с одинаковой скоростью.

Бес кислородные условия в гидросфере наступают, когда кислород в системе превышает его наполнение. Таким образом, создаются условия, когда водная система истощается и в ней возникают особые бес кислородные условия. Эти условия приводят к тому, что заметно изменяется ход химических реакций, например азотосодержащие соединения в гидросфере окисляются:

(CH₂)O_n(NH₃)m→CO₂+H₂O+NH₃+N₂.

При этом одновременно с исчезновением кислорода происходит денитрификация, которая сопровождается удалением питательных нитратных соединений. После того как весь кислород и нитраты израсходованы в нормальный кислородный цикл (процесса фотосинтеза) включается сера:

СО₂ +H₂O+H₂S+hν→_{пурпурные бактерии} H₂SO₄

СО₂ +H₂O+H₂S+hν→_{зеленые бактерии} S (чешуйками)

Появление подобных новых примесей вызывает изменение в экосистеме, т.е. нарушается ее нормальный окислительно-восстановительный потенциал. Все выше сказанное приводит к общему снижению степени окисления металлов, например железо находящееся в гидросфере будет иметь валентность +2, Cd,Ni +1 и в совокупности с гидролизом это будет сильно влиять на растворимость различных солей.

Диоксид углерода. Система диоксид углерода – карбонат, является наиболее важной для гидросферы, т.к. она участвует в обмене двуокись углерода воздуха – карбонаты в поверхностных слоях воды. Это влияет на химию водной системы, на биологическую структуру живых организмов и на отложение осадков содержащих карбонат. От этой среды также зависит рН среды, это непосредственно влияет: на химическое равновесие системы, на биологические цикла у живых организмов в процессе роста, развития, гибели и разложения. Диоксид углерода определяет направление процессов фотосинтеза и зависит от его концентрации в воде, освещенности тепла.

CO₂+H₂O↔H₂CO₃ H₂CO₃↔H⁺ + HCO^-₃ HCO^-₃↔H⁺+CO^2-₃

Из приведенных уравнений видно, что распределение ионов - CO^2-₃, CO₂,

HCO^-₃ зависит от рН среды. рН определяет состав химических веществ в гидросфере.