淡水
* 直接溶解: 二酸化炭素(CO2)は淡水に容易に溶解し、炭酸(H2CO3)を形成します。このプロセスは比較的簡単です:
`` `
CO2(G) + H2O(L)⇌H2CO3(AQ)
`` `
* 酸性度: 炭酸は弱酸であり、水中で部分的に解離し、水素イオン(H+)および重炭酸イオン(HCO3-)を放出します。
`` `
H2CO3(aq)⇌H +(aq) + hco3-(aq)
`` `
これにより、水の酸性度が向上し、pHが下がります。
* 炭酸塩平衡: 溶存CO2は一連の平衡反応に関与し、重炭酸塩(HCO3-)と炭酸塩(CO3^2-)イオンの形成につながります。これらの反応は、海洋生物の成長に不可欠な炭酸カルシウム(CACO3)の形成に不可欠です。
塩水
* 塩効果: 海水中の溶解塩の存在は、CO2の溶解度に影響します。 塩イオンは水分子と相互作用し、CO2が溶解するのがわずかに硬くなります。ただし、全体的な効果は比較的マイナーです。
* pHバッファリング: 海水中の溶存塩の高濃度は緩衝液として機能します。つまり、pHの変化に抵抗します。この緩衝効果は、溶解したCO2によって引き起こされる酸性度の増加を軽減するのに役立ちます。
* 炭酸化学: 海水に溶解したCO2を含む反応は、カルシウムとマグネシウムイオンの存在により、淡水よりも複雑です。これらのイオンは、炭酸塩および重炭酸塩イオンと相互作用し、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウム鉱物の形成につながります。
重要な違い:
* 溶解度: CO2は、淡水よりも塩水の溶解性がわずかに少ないです。
* 酸性度: CO2は新鮮と塩水の両方のpHを低下させますが、pHの減少は緩衝液のために塩水ではあまり顕著ではありません。
* 炭酸塩平衡: 海水中のCO2を含む平衡反応はより複雑であり、溶存塩の存在に影響されます。
意味:
* 海洋酸性化: 大気中のCO2レベルの増加は海洋酸性化につながり、淡水よりも海水でより顕著な現象です。これは、海水がより多くのCO2を吸収することを可能にする塩の緩衝効果によるものです。
* 海洋生物: 海洋酸性化は、炭酸カルシウムで作られた貝殻や骨格を構築する生物の能力に影響を与えるため、海洋生物に大きな意味があります。
要約:
淡水と塩水の両方がCO2を吸収しますが、海水中の溶存塩の存在は溶解度、酸性度、および炭素化学全体に影響します。これは、海洋環境と海洋生態系に大きな意味を持ちます。