З чого складається морська вода: склад у відсотках і щільність

Море покриває велику частину планети Земля. Але що ми знаємо про нього? З чого складається морська вода? Які її фізичні властивості? Чим морська вода відрізняється від питної? І як зробити з однієї іншу? Постараємося відповісти на всі ці питання по черзі.

Просто солона вода?

Багато хто знає, яке море на смак, а ті, хто не знає, здогадуються. Воно солоне. Але невже можна створити море будинку, всього лише змішавши сіль і воду? Це не зовсім так. Кількість звичайної води в морській становить 96,5%. Решта 3,5% - це домішки. Їх точний склад вдалося з`ясувати тільки в кінці 19 століття, під час кругосвітньої експедиції. Але задовго до цього вчені знали, що домішки, що роблять воду такої солоної, являють собою не звичайну кухонну сіль. Насправді в море розчинені всі елементи з періодичної системи Менделєєва. Їх присутність мінімально, але незаперечно.

У тій самій експедиції були взяті 77 проб води в різних районах Світового океану. Тоді було зроблено дивовижне відкриття: незважаючи на величезну кількість морської води на поверхні Землі, процентне співвідношення основних іонів в ній завжди залишається незмінним. Що це означає, розберемо нижче. Заодно дізнаємося, з чого складається морська вода.

Сталість сольового складу

Саме це відкриття, також зване законом Дітмара, було зроблено в кругосвітньої експедиції кінця 19 століття. Хімік, чиє ім`я було дано цій закономірності, з`ясував, що в морській воді кількісне співвідношення головних іонів практично незмінно в різних регіонах планети. Частка інших речовин настільки мала, що не є суттєвою і не враховується при проведенні різних гідрохімічних досліджень.

Головні іони, т. Е. Речовини в кількості більше 0,01%, складають основну масу солей. Саме вони головним чином впливають на фізичні і хімічні властивості морської води. Їх кількість залежить від різних чинників, в тому числі і від умов навколишнього середовища. Але при загальній концентрації солі в морській воді, що дорівнює 35,16 ‰, маси домішок мають чітке значення, наведене в таблиці нижче. Подивимося, з чого складається морська вода.

Як ми можемо бачити, більшу частину складають хлориди. З урахуванням сталості сольового складу на основі цих даних можна визначити повний склад проби морської води. Для цього обчислюють концентрацію хлору, а на основі отриманих даних дізнаються методом співвідношень, яку частку становлять інші елементи.

Фізичні властивості

Як і будь-яка інша речовина, морська вода володіє різними характеристиками, які вчені дізнаються в результаті досліджень. Ці дані дозволяють скласти уявлення про багатьох процесах, що відбуваються на глибині і впливають на нашу планету. Наприклад, не всі знають, що вода має здатність стискуватися. Під тиском маси, що впливає на неї зверху, вона може змінювати обсяг.

На поверхні це практично непомітно, але чим глибше, тим виразніше стає дана особливість. Під тиском в сотні атмосфер стисливість досягає досить великих масштабів. Вчені стверджують, що якби не ця властивість води, рівень океану був би вищим на 30 метрів. У цьому випадку поверхня Землі виглядала б зовсім інакше.

солоність

Ми вже з`ясували, скільки солі в морській воді, і знаємо, що її кількість практично незмінно. Проте воно трохи варіюється - від 33 до 37 ‰, за рідкісними винятками. Середнє значення становить 34,72 ‰. Цей показник залежить від кількості опадів, що випадають у тому чи іншому регіоні, температури повітря, що впливає на інтенсивність випаровування, і кількості прісних водойм, безпосередньо з`єднаних з морем.

Найвищий відсоток солоності зареєстрований в Атлантичному океані. Середній показник в його північній частині становить 35,06 ‰. Найменше значення належить Тихого океану. Проте існують водойми, в яких показник солоності значно перевищує усереднені значення. До них відносять Середземне і Червоне моря. Високі температури повітря, велика інтенсивність випаровування і мала кількість опадів піднімають рівень солоності до рекордних 38-42 ‰. В цілому ж склад морської води Чорного моря та багатьох інших приблизно однаковий. Ймовірно, справа в тому, що всі вони пов`язані між собою.

Деякі стверджують, що морська вода містить 5 ‰ солі. Але такий показник зустрічається вкрай рідко, тільки в мінеральних озерах. Наприклад, рівень солоності Азовського моря - 11 ‰, Чорного - 18 ‰, Червоного - 41 ‰, а Мертвого - 300 ‰.

температура

Було б наївно вважати, що цей показник однаковий для всієї морської води в світі. Температура повітря в регіонах, наближених до полюсів, опускається до мінімальних позначок. На екваторі ж, навпаки, завжди відзначається стабільно спекотна погода. А ось діапазон змін температури води значно нижче, він коливається від -2 до 30 ^проС. Середній показник в усьому Світовому океані становить всього 3,73 ^проС. Причому на поверхні вода в кілька разів тепліше, ніж на глибині 2-5 тис. М.

Може викликати деяке здивування той факт, що температура морської води в деяких регіонах опускається до -2 ^проС. Всі знають, що при 0 ^проЗ H₂O перетворюється в лід. Так і є, але морська вода, як ми вже з`ясували, включає домішки, які змінюють її характеристики, і в тому числі знижують температуру замерзання. Чим вище відсоток солоності, тим нижче цей показник. Наприклад, при порівняно невеликій кількості солі у воді (24,7 ‰) температура замерзання буде дорівнює -1,33 ^проС.

густина

Найменші зміни цього показника викликають рух води і призводять до виникнення вертикальних і горизонтальних потоків. Саме тому щільність морської води вивчають при будь-яких океанологічних дослідженнях. Вона вимірюється в кг / м³ і являє собою масу одиничного об`єму.

густина прісної води при температурі 4 ^проЗ становить 1000 кг / м³, а морський при солоності, яка дорівнює 35 ‰, - 1027,81 кг / м³. Ця різниця виникає через домішок, що входять до її складу. Чим більше міститься солі в морській воді, тим вище буде показник щільності. Зазвичай її значення коливається від тисячі двадцять п`ять до 1 033 кг / м³.

Крім того, щільність морської води змінюється в залежності від глибини: чим ближче до поверхні, тим вона нижче. Але є винятки. Наприклад, при інтенсивних випарах, пов`язаних з високою температурою повітря, на поверхні збільшується солоність. Відповідно, і щільність моря в верхніх шарах зростає.

Хімічний склад

Як ми з`ясували вище, кількість домішок у морській воді приблизно однаково. Але які саме речовини роблять її такою, яка вона є?

Вважається, що сучасний хімічний склад морської води сформувався приблизно 1 млрд років тому. Вже тоді вона була такою ж солоною, як зараз. І особливо дивним здається припущення Р. Квінтона, який в 1904 році заявив, що мінеральний склад морської води і крові приблизно однаковий. У 1910 році А. Б. Маллун підтвердив цю здогадку. На його думку, набір хімічних речовин у морській воді того періоду, коли з`явилися перші кістляві і хрящові риби, аналогічний крові всіх тварин. Але до сих пір ця гіпотеза має як прихильників, так і супротивників.

Морська вода містить різні речовини, кількість яких у відсотках наведено в таблиці нижче.

Цей список може трохи відрізнятися в різних регіонах. Наприклад, склад морської води Чорного моря насичений сірководнем, оскільки сульфатредуцирующие бактерії тут особливо активні.

Звідки береться сіль?

Ми вже з`ясували, який склад морської води в процентах. Але звідки беруться всі ці речовини і чому океан такий на смак?

Насправді солі містяться не тільки в морській воді, але і в прісноводних водоймах. Тільки концентрація мінералів там настільки низька, що її неможливо розпізнати без спеціального аналізу. Річки вимивають з грунту на своєму шляху солі, які пізніше потрапляють в океан. Під дією температури вода в морі випаровується, а мінерали залишаються на місці.

Але навіть якщо б такий процес тривав довгі роки, морська вода не стала б настільки солоної. Початок всьому поклала вулканічна активність, що проходить в земній корі. Магма, виходячи на поверхню, змішується з водою і насичує її різноманітними мінеральними речовинами. Саме тому хімічний склад океану склався ще приблизно 1 мільярд років тому, коли вулканічна діяльність була найактивнішою.

Чи можна її пити?

Напевно в книгах чи фільмах ви зустрічали твердження про те, що морську воду можна пити ні в якому разі? Але чому? Адже це така ж вода, як і будь-яка інша, тільки з невеликою кількістю домішок. Насправді саме через них вона і є непридатною для пиття.

Кількість солі в морській воді настільки велике, що для їх виведення з організму знадобиться в кілька разів більше H₂O, ніж було випито спочатку. Саме тому після будь-якої солоної їжі так хочеться пити. А в морській воді, як ми вже з`ясували, середній показник солоності становить майже 35 ‰. Це дуже багато.

У 1950-х роках лікар і за сумісництвом мандрівник Ален Бамбаре на власному досвіді довів, що морську воду без шкоди для здоров`я можна пити протягом тижня. Але перевіряти на собі це твердження не варто.

Але невже вся вода в Світовому океані пропадає марно і абсолютно не може бути використана для пиття? Може, але тільки після проходження процесу опріснення.

Як позбавляються від солі?

Ми з`ясували, з чого складається морська вода. Але для того щоб вона стала придатною для пиття, кількість домішок в ній необхідно зменшити майже в 70 разів. Але як же домогтися такого результату?

Існує кілька способів опріснення води: іонний обмін, дистиляція, електродіаліз і т. Д. Найбільш ефективними вважаються ті, що вимагають найменших витрат енергії і фінансів. Найпоширенішим способом є дистиляція, але не менш популярний і зворотний осмос. В цьому випадку при очищенні води використовують підвищений тиск. Результат - 16 000 літрів всього за 1 долар.

Метод електродіаліз, як зрозуміло з назви, здійснюється за допомогою електродів. У момент включення струму катіони і аніони, про які ми говорили на самому початку статті, прагнуть відповідно до катода і анода через спеціальні мембрани. Вода між електродами поступово опріснюється.

Користь морської води

Нерідко тих, хто страждає від захворювань дихальних шляхів, відправляють на відпочинок до узбережжя. Це правильно, оскільки морська вода благотворно впливає на легені, бронхи і зв`язки. Насичена мінералами рідина знезаражує і знищує хвороботворні мікроби. Чим же ще вона корисна?

Перебування в морському кліматі та купання в солоній воді надають на організм людини загальнозміцнюючу дію, а також покращують роботу ендокринної системи. Результат - підвищений імунітет.

Вміщені в морській воді бром, кальцій і йод сприяють зміцненню зубної емалі і ясен при полосканні. Для досягнення найкращого ефекту полоскати рот слід кілька разів на тиждень по 2-3 хвилини. Звичайно, для цих цілей підійде тільки спеціально очищена морська вода, яку можна знайти в аптеці. Перед застосуванням її необхідно нагріти до кімнатної температури.

Морська вода є хорошим антисептиком. Вона сприяє загоєнню невеликих ран і саден, зменшує свербіж від укусів комах.

Статті схожі на "З чого складається морська вода: склад у відсотках і щільність"

Цікаво, а чому морську воду не можна пити?

Цікаві факти про воду для дорослих і дітей

Унікальні фізичні і хімічні властивості води

Морська капуста, калорійність