1. Эвтрофикация озер. Вид зависимости количества растворенного кислорода в воде от глубины погружения в различные периоды года.

Для водоемов, глубина которых превышает толщину слоя фотосинтеза, характерны некоторые особенности распределения кислорода. В верхнем слое воды продуцирование кислорода в результате фотосинтетической активности, осредненное за сутки, превышает его потребление. В нижележащих слоях кислорода производится меньше, чем потребляется. На некоторой глубине количество продуцируемого кислорода равно количеству потребляемого. Эта глубина называется глубиной компенсации. Ниже этой точки потребности кислорода на дыхание превышают его продуцирование, так как фотосинтез ограничен количеством проникающей сюда световой энергии. Кроме того, сюда же опускается отмерший планктон из вышележащих слоев. По мере погружения частицы планктона облепляются бактериями, которые извлекают из них органические компоненты. Кислород требуется для дыхания бактерий и других обитателей этих глубин.

Какие наборы значений рН соответствуют атмосферным и поверхностным водам, находящимся в равновесии с СО2 атмосферы и кальцитом, при условии отсутствия других примесей, оказывающих влияние на кислотно-основное равновесие в природных водах?

а) 6,0 и 5,6; б) 6,0 и 7,0; в) 4,5 и 8,3; г) 5,6 и 8,3; д) оба равны 7.

. Какой из минералов, не содержащих примесей, – гипс (CaSO₄ ^. 2H₂O) или ангидрит (CaSO₄) – более устойчив в водном растворе:

Процесс растворения протекает при нормальном давле­нии и температуре 90°С. Для определения констант равновесия процессов растворения гипса и ангидрита воспользуемся уравне­нием (5), связывающим константы равновесия, определенные при различных температурах процесса:

.

Значения энтальпии реакции можно определить по урав­нению:

.

Для процесса растворения гипса имеем:

Подставив значения энтальпии образования ионов и соедине­ний в стандартных условиях (таблица 6 Приложения) в данное уравнение, получим:

= (–542,7) + (–909,3) + 2(–285,8) – (–2027,7) =

= 4,1 (кДж/моль) = 4,1 ^. 10³ (Дж/моль).

Логарифм отношения констант равновесия процессов раство­рения гипса при температуре 363 К (90°С) и температуре при стандартных условиях (298 К) составит:

Отношение констант равновесия процессов растворения гип­са при температурах 363 К и 298 К будет:

K₁/K⁰ = 1,35.

Константа равновесия процесса растворения гипса при тем­пературе 363,3 К составит:

К₁ = 1,35K⁰ = 1,35 ^. 3,6 ^. 10^–4 = 4,86 ^. 10^–4.

Проведем аналогичные расчеты для процесса растворения ангидрита:

.

Подставив значения энтальпии образования ионов и соедине­ний в стандартных условиях (таблица 6 Приложения) в данное уравнение, получим:

= (–542,7) + (-909,3) – (–1436,3) = –15,7(кДж/моль) =

=–15,7– 10³ (Дж/моль);

.

K₁/K⁰ = 0,32;

К₁ = 0,32K⁰ = 0,32 ^. 1,68 ^. 10^–5 = 5,37 ^. 10^–6.

Таким образом, при 90°С константа равновесия процесса рас­творения ангидрита меньше, чем константа равновесия гипса при этой температуре:

5,37 ^. 10^-6 < 4,86 ^. 10^–4,

поэтому в этих условиях ангидрит более устойчив, чем гипс.

Ответ: при стандартных условиях гипс более устойчив, чем анги­дрит, а при температуре 90°С и нормальном атмосферном да­влении ангидрит становится более устойчивым.