3、天然水的性质碳的地球化学循环：岩石圈←水圈←一大气圈←生物圈碳酸平衡>封闭体系（溶解性CO，与大气没有交换pKo=1.46CO +H,OH,CO3pK,=6.35H,CO3* HCO+H+ CO,2-+H+pK,=10.33HCO3K=[HCO3][H+]/ [H,CO3"] ; K,=[CO32-][H]/ [HCO3]
碳的地球化学循环：岩石圈↔水圈↔大气圈↔生物圈 （1）碳酸平衡 ➢ 封闭体系(溶解性CO2与大气没有交换) CO2 + H2O H2CO3 * pK0=1.46 H2CO3 * HCO3 - + H+ pK1=6.35 HCO3 - CO3 2- + H+ pK2=10.33 K1=[HCO3 - ][H+ ]/ [H2CO3 * ] ；K2=[CO3 2- ][H+ ]/ [HCO3 - ] 3、天然水的性质
100CO,2-CO2 + HCO3HCO380604020026804101214碳酸化合态分布图
0 2 0 4 0 6 0 8 0 100 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 CO2 + HCO3 HCO3 - CO3 2- 碳酸化合态分布图
因为在封闭体系中，C恒定α0= [H,CO3*1/{[H,CO3*1 +[HCO3] + [CO,2- Jαi=[HCO3]/[H,CO3*] + [HCO3] + [CO2-]]α,= [CO,2- ]/[H,CO3*1 + [HCO3] + [CO,2- 1}即得：αo=(1+K,/[H+]+K,K2/[H+})-1αi=(1+ [H+]/ K,+K2/ [H+I)-1α2=(1+ [H+)2/ K,K,+[H+]/ K,)-I
因为在 封闭体系中，CT恒定 α0= [H2CO3 * ]/{[H2CO3 * ] + [HCO3 - ] + [CO3 2- ]} α1= [HCO3 - ]/{[H2CO3 * ] + [HCO3 - ] + [CO3 2- ]} α2= [CO3 2- ]/{[H2CO3 * ] + [HCO3 - ] + [CO3 2- ]} 即得： α0=(1+K1 /[H+ ]+ K1K2 /[H+ ] 2 ) -1 α1=(1+ [H+ ]/ K1+K2 / [H+ ] )-1 α2=(1+ [H+ ] 2 / K1K2+ [H+ ]/ K2 ) -1
>开放体系CO,在气相和液相处于平衡状态，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为pco和pH的函数。[CO2(aq)]=K:Pc02Cr = [CO2] / αo = K' Pc02 /αo[HCO;] = (αj/αo) K' Pcoz = K, · K' Pco2 / [H][CO3-] = (α2 / αo) K: Pc02 = K, · K, · K: Pco2 / [H+]21g[CO2]=L0g[1.028×10-5]=-4.988(P154)Ig [HCO3]=-11.338 + pHIg [CO32- J= -21.668 + 2 pH
➢ 开放体系 CO2 在气相和液相处于平衡状态，各种碳酸盐化合态的 平衡浓度可表示为pCO2和pH的函数。 [CO2 (aq)] = KH · pCO2 CT = [CO2 ] / α0 = KH · pCO2 /α0 [HCO3 - ] = (α1 /α0 ) KH · pCO2 = K1 · KH · pCO2 / [H+ ] [CO3 2- ] = (α2 / α0 ) KH · pCO2 = K1 · K2 ·KH · pCO2 / [H+ ] 2 lg [CO2 ]= Log[1. 028×10－5 ]= -4.988 (p154) lg [HCO3 - ]= -11.338 + pH lg [CO3 2- ]= -21.668 + 2 pH
pKpKpK,-2HHCO,*比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭体系中[H,CO、[HCO,]、[CO]等可随pH值变化，但总的碳酸量C始终不变。而对于开放体系CT、[HCO,]、[CO均随pH值改变而变化，但[HCO,1总保持与大气相平衡的固定数值。开放体系的碳酸平衡