Измерение электропроводимости и солености воды кондуктометрическим методом

Вопрос:

Уже который раз обращаюсь к Вам за помощью... Надеюсь найти ответ и на этот вопрос, а точнее просьбу. Я студентка ТТИ ЮФУ, кафедры химии и экологии. Выполняя лабораторную работу на тему "измерение электропроводимости и солености воды кондуктометрическим методом", я не смогла определить электропроводимость стандартных растворов кондуктометром ОК-102/1 Венгерского производства в виду несовершенства лабораторных условий, да и прибор дает большую погрешность.

В экспериментальной части работы были приготовлены 4 стандарных раствора. Для этого было рассчитано разбавление 5%-ного исходного раствора NaCl до получения раствора заданной концентрации. Общий объем стандартного раствора равен 100 мл. Т.е. 1 хим.стакан – 10 мл NaCl и 90 мл дистиллированной воды; 2 - 20 и 80; 3 - 25 и 75; 4 - 40 и 60. Далее должна быть измерена электропроводимость каждого из стандартных растворов и построен калибровочный график(зависимость электропроводимости от концентрации). Следующие этапы работы, а именно измерение значения электропроводимости анализируемого раствора - воды Таганрогского залива - я сделаю сама уже как получится на имеющемся приборе. А к Вам просьба, измерьте, пожалуйста, значения электропроводимости стандартных растворов, если Вам это не сложно и позволяет время. Если же нет - ничего. Тогда просто подскажите современный прибор для таких изверений и его стоимость.

P.S.: Обращаюсь к Вам с подобной просьбой не потому, что мне лень или я не знаю, как провести измерения, а потому что не получаются достоверные значения в условиях лаборатории нашей кафедры. Еще раз благодарю Вас за всю помощь, которую Вы мне оказали!

Карина


Ответ:

Уважаемая, Карина!

Электрометрический метод определения солёности основан на измерении относительной электропроводности морской воды с помощью специального прибора - кондуктометра, что позволяет ускорить и в принципе увеличить точность ее определения по сравнению с другими методами.

Принцип действия кондуктометра основан на прямой зависимости электроводности воды (силы тока в постоянном электрическом поле, создаваемом электродами прибора) от количества растворенных в воде соединений. Широкий спектр соответствующего оборудования позволяет сейчас измерять проводимость практически любой воды, от сверхчистой (очень низкая проводимость) до насыщенной химическими соединениями (высокая проводимость).
Теперь кондуктометр можно приобрести даже в зоомагазинах, при этом возможны комбинации такого прибора с рН метром. Кроме того, такой прибор можно приобрести в конторах и фирмах, торгующих оборудованием для экологических исследований www.tdsmeter.ru/com100.html.

Умельцы, хорошо владеющие паяльником, могут сами изготовить прибор для измерения электропроводности конструкции И.И.Ванюшина. (журнал "Рыбное хозяйство", 1990 г., №5, стр. 66-67. Кроме того, во всех деталях это устройство и способы его калибровки описаны в очень полезной книге "Современный аквариум и химия", авторы И.Г.Хомченко, А.В.Трифонов, Б.Н.Разуваев, Москва, 1997 г). Прибор сделан на распространенной микросхеме К157УД2, которая представляет собой два операционных усилителя. На первом собран генератор переменного тока, на втором – усилитель по стандартной схеме, с которого снимаются показания цифровым или аналоговым вольтметром. 

Соленостью морской воды (S‰) называют выраженную в граммах суммарную массу всех твердых растворенных веществ, содержащихся в 1 кг морской воды, при условии, что все твердые вещества высушены до постоянной массы при 480 °С, органические соединения полностью минерализованы, бромиды и иодиды заменены эквивалентной массой хлоридов, а карбонаты превращены в окислы. Следовательно, морская вода в действительности содержит немного больше солей по сравнению с определенными таким образом значениями солёности.

Соленость может изменяться в весьма значительных пределах, и тем не менее соотношение отдельных компонентов солевого состава морской воды остается практически постоянным, за исключением сильно опресненных районов, прилегающих к устьям рек.

Вообще электропроводность характеризует общее содержание растворенных солей в воде (в том числе и тех, которые обусловливают жесткость воды). Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных солей и температуры. Природные воды представляют в основном растворы смесей сильных электролитов. Минеральную часть воды составляют ионы Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3- . Этими ионами и обуславливается электропроводность природных вод. Присутствие других ионов, например, Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3-, HPO4-, H2PO4- не сильно влияет на электропроводность, если эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах. На достоверность оценки содержания минеральных солей по электропроводности в большой степени влияют температура и неодинаковая электропроводимость различных солей.

Прежде, чем рассказать об измерении электропроводности воды, скажу о распространенной ошибке, часто встречающейся в литературе.

Для характеристики воды необходимо знать не электропроводность S, а удельную электропроводность λ, которая относится к единице длины проводника (или к 1 см слоя воды или раствора). Значение S измеряется в сименсах (См) или микросименсах (мкСм), а λ — в мкСм/см.

УДЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ВОДЫ – инструментально определяемая характеристика минерализации морской воды. Это величина, обратная удельному сопротивлению.

Удельная проводимость некоторых растворов 1000 мг. в л.:

Стандартным раствором для измерения проводимости является раствор хлорида калия (KCI), проводимость которого с высокой точностью измерена с помощью ASTM Standard D1125-77.

Точно измеренное количество сухого KCI должно быть растворено в известном количестве воды в мерной пробирке. Обычно, нормальная удельная проводимость результирующего раствора будет близка к показаниям таблицы, но не будет совпадать с ними из-за трассировки проводимости в используемой дистиллированной воде, так например, 0.01 N KCI обычно принимается за 1413 мкС/см 25 C°.

Удельная проводимость (или удельная электролитическая проводимость) определяется, как способность вещества проводить электрический ток. Это величина, обратная удельному сопротивлению.

При химическом очищении воды очень важно измерить удельную проводимость воды, зависящую от растворенных в воде ионных соединений.

Удельная проводимость легко может быть измерена электронными приборами. Широкий спектр соответствующего оборудования позволяет сейчас измерять проводимость практически любой воды, от сверхчистой (очень низкая проводимость) до насыщенной химическими соединениями (высокая проводимость).

Удельная электропроводность воды измеряется при помощи платиновых или стальных электродов, погружаемых в воду, через которые пропускается переменный ток частотой от 50 Гц (в маломинерализованной воде) до 2000 Гц и более (в соленой воде), путем измерения электрического сопротивления. Для исключения влияния температуры измерения производятся при постоянной температуре 15 0С (в океанологии), 18 0С (в России, но в некоторых зарубежных странах — при 20 0 или 25 0С), либо приводятся к ней с использованием эмпирических формул.

Расчет удельной электропроводности воды производится по формуле:

  λ  = CK  / RX

где Cк — емкость датчика прибора, зависящий от материала и размеров электродов и имеющий размерность см-1, определяется при тарировке прибора по растворам хлористого калия с известной величиной удельной электропроводности; K — температурный коэффициент для приведения измеренной величины при любой температуре к принятому постоянному ее значению; R — измеренное электрическое сопротивление воды прибором, в Омах.

Удельную электропроводность солёной воды принято выражать в См/м (См — Сименс, величина, обратная Ому), пресной воды — в микросименсах (мкСм/см). Удельная электропроводность дистиллированной воды равна 2—5 мкСм/см, атмосферных осадков — от 6 до 30 мкСм/см и более, в районах с сильно загрязненной воздушной средой, речных и пресных озерных вод 20—800 мкСм/см."

Прибор необходимо отградуировать в значениях сопротивления. Для градуировки можно рекомендовать следующие сопротивления: 1 кОм (электропроводность 1000 мкСм), 4 кОм (250 мкСм), 10 кОм (100 мкСм).

Для того, чтобы точнее определить удельную электропроводность, нужно знать постоянную сосуда для измерения СX. Приготовьте 0,01 М раствора хлорида калия (KCl) и измерьте его электросопротивление RKCl, (в кОм) в приготовленной ячейке. Постоянная сосуда определяется по формуле:

CK  = RKCl • λKCl

где λKCl, — удельная электропроводность 0,01М раствора KCl при данной температуре в мкСм/см, приведенная в табл. 24.

Теперь, если вы измерили сопротивление образца раствора или воды RX (в кОм), то удельная электропроводность находится по формуле:

λ  = CK  / RX

Полученное значение электропроводности будет соответствовать температуре 20 °С. Если температура воды другая, то измеренное значение надо умножить на поправочный коэффициент (эти коэффициенты приведены в таблицах). Тогда результат будет приведен к температуре 20 °С.

Таблица. Удельная электропроводность 0,01 М водного раствора хлорида калия 

Таблица. Поправочные коэффициенты для электропроводности при различной температуре

Имеются разные вариации метода определения солёности воды. Суть этих методов состоит в том, растворенные в воде ионы, являясь заряженными частицами, могут проводить электричество, чем больше в воде ионов, тем выше в ней содержание растворимых веществ и тем выше ее электропроводность и, соответственно, ниже сопротивление. Электропроводность "S" - величина обратная электрическому сопротивлению "R":

S=1/R.

Солёность воды характеризует удельная электропроводность λ, которая относится к единице длины проводника (в нашем случае к 1 см слоя воды).

Для приблизительной оценки солёности воды можно придерживаться такого эмпирически найденного соотношения:

         Содержание солей (мг/л) = 0.65 мкСм/cм

     То есть, для определения содержания солей измеренную величину проводимости умножают на коэффициент 0,65. При этом величина этого коэффициента колеблется в зависимости от типа вод в диапазоне 0.55-0.75.

     Растворы хлористого натрия проводят ток лучше:

         Содержание NaCl (мг/л) = 0.53 мкСм/cм

     или 1 мг/л NaCl обеспечивает электропроводность в 1.9 мкСм/cм.

     Относительно калибровочного графика, он приведён в одной научной книге:

Рис. Зависимость соотношения удельное сопротивление/проводимость от содержания растворенного NaCl при 20°С (Рисунок из книги Ф.Берне, .Ж.Кардонье "Водоочистка", Москва, "Химия", 1997)

И графика видно, что 1 мг/л NaCl обеспечивает удельную электропроводность раствора, приблизительно равную 2.3 мкСм/cм. Данные о хлористом натрии достаточно актуальны, так как если лечить рыбок с помощью продолжительных солевых ванн в общем аквариуме и подменивать в нем регулярно воду, то через некоторое время возникает необходимость оценить, сколько же осталось соли в воде? Приведенные выше коэффициенты позволяют, хоть и приблизительно, сделать такую оценку.

Однако, как я уже сказал выше, электропроводность возрастает с увеличением температуры и при измерениях ее надо учитывать. При повышении температуры на 1°С, электропроводность увеличивается приблизительно на 2%.

 

По удельной электропроводности воды можно оценить и общую жесткость воды. Ниже представлен график зависимости dGH и электропроводности (И.Г.Хомченко, А.В.Трифонов, Б.Н.Разуваев "Современный аквариум и химия").

Далее в графике по оси "Y" вместо сопротивления воды в кОм Надо подставить значения удельной электропроводности в мкСм/см при определенной температуре. Получится примерно такой график:

При обнаружении разброса показаний прибора рекомендую Вам делать повторные калибровки прибора по нормальной воде через каждые 10—15 проб. Если прибор работает стабильно, то его проверку можно производить реже, через 20—30 проб.

По окончании анализа всей серии проб проверяют калибровку солемера, после чего ячейку несколько раз промывают дистиллированной водой.

Также напоминаю, что солёность морской воды может быть измерена и аргентометрическим методом, который основан на нахождении хлорности морской воды (Cl ‰), под которой понимают суммарную массу в граммах галогенидов (хлорида, бромида и иодида) за исключением фторида, содержащихся в 1 кг морской воды в пересчёте на эквивалентное содержание хлоридов. При этом хлорность определяют титрованием пробы морской воды раствором нитрата серебра AgNO3 до полного осаждения всех галогенидов, кроме фторида. Однако,  результаты вычислений солёности морской воды электрометрическим или аргентометрическим методами определения солёности могут значительно отличаться друг от друга.

Говоря о солёности вод Таганрогского залива, многолетний ход солености вод Азовского моря являлся предметом исследования целого ряда авторов . Расхождения в среднегодовых значениях солености открытой части моря, полученные различными авторами, в большинстве случаев невелики. Максимальные из них составляют 0,6 ‰.

Солёность Азовского моря характеризуется большой временной и пространственной изменчивостью. Межгодовые изменения средней солености моря без Таганрогского залива достигают 0,7...+ 0,9o/oo, а в отдельные годы даже 1o/oo (1979 г.). В Таганрогском заливе размах межгодовых изменений средней солёности достигает 2,0 - 2,5o/oo с максимумом 3,6o/oo (1969 г.) . Многолетний размах среднегодовых значений солености моря по имеющемуся ряду наблюдений (19281939, 1947 -1989 гг.) составляет 4,3o/oo (9,6o/oo в 1933 и 1934 гг. и 13,9o/oo в 1976г.). В Таганрогском заливе этот размах равен 6,9o/oo.

Бассейн Азовского моря представляет собой обширный район тесного взаимодействия развитых аграрно-промышленных комплексов и морской экосистемы. Вследствие малых размеров моря и его небольших глубин основные элементы гидрологического и гидрохимического режима моря и состояние экосистемы подвержены существенным антропогенным изменениям. По режиму солености, в частности, принято выделять период до ввода в строй Цимлянского гидроузла (19221952 гг.) и после него.

Относительно большой приток речных вод, который до 1952 г. (при сравнительно небольших безвозвратных изъятиях стока) составлял в среднем более 40 км3 в год, обусловливал пониженную молёность в море: в среднем 10,9o/oo , при максимуме 12,3o/oo (1951 г.) и минимуме 9,6o/oo (1932, 1933 гг.). В Таганрогском заливе средняя солёность за этот период составляла 6,2o/oo и изменялась от 8,5o/oo в 1950 г. до 4,2o/oo в 1947 г.

После строительства Цимлянского гидроузла и осуществления других водохозяйственных мероприятий в бассейнах рек Дона и Кубани в период 19531989 гг. средняя солёность моря увеличилась до 12,1o/oo и изменялась от 13,9o/oo в 1976г. до 11,1 o/oo в 1965 и 1982 гг. В Таганрогском заливе произошли аналогичные изменения солености. Средняя солёность увеличилась до 7,5o/oo, максимальная до 11,1 o/oo (1976г.), минимальная до 4,3 o/oo (1964 г.). Дополнительной характеристикой изменчивости солености могут служить значения линейного тренда, вычисленные для различных периодов.

I период -19521955 г., когда колебания речного стока составили 2850 км3 , солёность моря возросла, а различия между среднегодовыми значениями солености уменьшились до 0,7o/oo (0,14o/oo /год).

II период -18561966 г., - когда колебания речного стока составили 30 -54 км3 , солёность несколько уменьшается, линейный тренд примерно равен 0,414o/oo /год .

III период -19671976 гг. - характеризуется неуклонным увеличением солености с 11,5 o/oo до 13,9 o/oo . Колебания речного стока составили 2044 км 3. Для данного периода был также рассчитан линейный тренд солености, который оказался равным 3,4 o/oo ,

При рассмотрении пространственного распределения значений среднегодовой солености в Азовском море в самом неблагоприятном 1976 г. установлено, что площадь с соленостью вод, не превышающей 7 o/oo , сократилась до 1,3 тыс. км2 а с соленостью, не превышающей 11 o/oo ,до 3 тыс. км2. Одновременно около 20 тыс. км2 собственно Азовского моря занимали воды соленостью 1314 o/oo , около 12 тыс. км2воды соленостью 1414,4 o/oo . Около 40% площади Таганрогского залива были заняты водами соленостью 1113 o/oo . Таким образом, по данным АзНИИРХ, для всех популяций полупроходных рыб и молоди осетровых удовлетворительные условия по солености в рассматриваемый период сохранились лишь на незначительной части акватории Таганрогского залива.

IV период -19771982 гг. - характеризуется резким снижением солености с 13,9 o/oo до 11,1 o/oo . При этом колебания речного стока составили от 32 до 50 км3. В 19831989 гг. солёность изменялась в пределах 11,4 o/oo - 12,1 o/oo . Средняя за 80-е годы солёность собственно Азовского моря составляла 11,7 o/oo , а Таганрогского залива -7,2 o/oo .

Начиная с 1979 г. значительно расширились зоны с соленостью вод, не превышающей 7 o/oo (до 3,3 тыс. км2), 9 o/oo (до 4,1 тыс. км2), 11 o/oo - до 5,4 тыс. км2, 12 o/oo -9,7 тыс. км2. Аналогичное пространственное распределение солености по акватории Азовского моря сохранилось в 1980 г. и в последующие годы. В 1981 г. в собственно Азовском море солёность более 12 o/oo наблюдалась только в небольшом районе, непосредственно примыкающем к Керченскому проливу. Пространственное распределение солености в Азовском море в различные периоды.

Общее уравнение солевого баланса Азовского моря записывается в следующем виде:

Здесь не учтены подземная составляющая, приход солей с атмосферными осадками и уход в атмосферу с испарением из-за их незначительности, а также выпадение сухих солей из атмосферы (например, во время пылевых бурь) вследствие отсутствия данных.

При расчетах солевого баланса были приняты следующие значения солености (минерализации) и плотности составляющих:

Далее по изменению содержания солей в море ( , ) рассчитывалось изменение солености в настоящем году.

Результаты расчетов солевого баланса приводятся в таблице ( Современный солевой баланс и солёность Азовского моря, млн.т ). Из данных таблицы следует, что ведущая роль как в приходной, так и в расходной частях принадлежит солеобмену через Керченский пролив. В приходной части он составляет 96%, а в расходной -98%.

В настоящее время солёность азовских вод распределяется следующим образом. На глубинах прикерченского района Азовского моря, куда поступает более соленая черноморская вода, солёность достигает 17,5°/оо. Вся центральная часть моря очень однородна по солености,она здесь составляет 12-12,5°/оо. Лишь незначительная область тут имеет солёность 13°/оо. В Таганрогском заливе солёность понижается к устью Дона до 1,3 °/оо. На границе Таганрогского залива средняя годовая солёность составляет около 9%, в центральных частях моря 11%.

Несколько большую солёность отмечают в районе между полуостровом Бирючий и северной частью Арабатской Стрелки, куда при сильных западных ветрах через пролив Тонкий периодически поступают более соленые воды Сиваша. К юго-востоку, к Кубанской дельте, отмечается некоторое уменьшение солености. Неоднородность распределения солености по вертикали отмечается преимущественно весной. В северной части Керченского пролива солёность в большинстве случаев составляет 13-14%. Весной при сильных ветрах солёность изменяется значительно. Сезонные изменения солености в Азовском море до создания водохранилищ и зарегулирования стока рек Дона и Кубани были велики, теперь они несколько уменьшились.

Температура поверхностного слоя Азовского моря имеет хорошо выраженный годовой ход. Наиболее низкая температура воды наблюдается в январе — феврале и составляет в большей части моря 0 °С или немного ниже; лишь в его южной части в это время сохраняется положительная температура воды (1—3°С), хотя и здесь в суровые зимы она может понижаться до —0,3 °С. С марта температура быстро повышается и в мае достигает 18 °С. Летом температура воды в открытом море составляет преимущественно 22—25 °С, а в прибрежной зоне достигает 32 °С. Со второй половины августа она начинает заметно понижаться и в ноябре составляет 6—10°С. В Керченском проливе в осенне-зимний период температура воды обычно на 2—4 °С выше, чем в открытом море. В летние месяцы в результате водообмена между Азовским и Черным морями температура воды в проливе ниже, чем в прибрежной зоне моря.

Весной и в начале лета вследствие таяния льдов и большого притока речных вод солёность понижается. Осенью и зимой она почти одинакова от поверхности до дна моря на большом протяжении. Наибольшая солёность наблюдается в обособленном мелководном заливе Азовского моря Сиваше, наименьшая - в Таганрогском заливе.

Солёность поверхностного слоя моря незначительна. В последние годы она повысилась в результате зарегулирования стока рек Дон и Кубань и составляет в основном 10—12 °/оо; в 1974 г. в центральном районе моря солёность достигала 14 °/оо - В Таганрогском заливе она изменяется от 1—2 °/оо в вершине залива до 9—10 °/оо при выходе из него. В заливе Сиваш солёность воды колеблется от 25 °/оо в его северной части до 180 °/оо в южной.

Сезонные колебания солености обычно редко превышают 1 °/оо; они наиболее значительны в Таганрогском заливе, где довольно велико влияние стока реки Дон.

Плотность поверхностного слоя моря наибольшая в декабре — марте и составляет в центральной части моря 1,007—1,009. В прибрежной зоне плотность воды в декабре—марте 1,006—1,014, в июне—августе 1,001—1,007. В Таганрогском заливе летом плотность воды 0,998. В настоящее время в связи с увеличением солености воды наметилось также заметное увеличение ее плотности.

Кроме солей и минеральных веществ, воды Азовского моря содержат много биогенных элементов (то есть элементов органического происхождения), приносимых в море в основном реками. К этим элементам относятся фосфор, азот и кремний. Учеными подсчитано, что реки и воды Черного моря и атмосферные осадки приносят в Азовское море 17139 т фосфора, 75316 т азота и 119694 т кремния. Часть этих веществ выносится в Черное море, часть изымается из моря вместе с выловленной рыбой, но большая часть откладывается в грунт на дне Азовского моря. Так, фосфора откладывается около 13 тыс. тонн, азота - около 31 тыс. и кремния - свыше 82 тыс. тонн.

Богатство Азовского моря биогенными веществами создает благоприятные условия для развития жизни в этом море. Это объясняется мелководностью, высокой биологической продуктивностью. Все это создает благоприятные условия для восстановительных процессов.

В качестве примера рассмотрим найденный мною в интернете расчёт среднемесячной солености воды Таганрогского залива для МГ Ейск. В качестве входных (независимых характеристик) выбраны следующие факторы: среднемесячный расход воды р. Дон за предшествующий месяц (Х1), температура воды (Х2), ветровой параметр, определяющий сгонно-нагонные явления залива (Х3), солёность воды предшествующего месяца, определяющая начальные условия (Х4). Среднемесячные расходы воды р. Дон выбраны с учетом времени добегания распресняющего влияния стока, которое для МГ Ейска равно двум месяцам.

В качестве выходной характеристики выступает солёность воды Таганрогского залива для МГ Ейск в текущем месяце ().

Уравнение искомой зависимости будет иметь вид

Рис. Фактическая (1) и расчётная (2) среднемесячная солёность воды Таганрогского залива для МГ Ейск за период 1966 по 2000 гг.

По полученной зависимости на рисунке приведены фактические и расчётные значения среднемесячной солености воды Таганрогского залива.

Коэффициент корреляции между наблюденными и расчётными значениями равен 0,89 с доверительными интервалами 0,858 и 0,916. Точность полученных результатов неплохо согласуется с фактическими данными наблюдений по МГ Ейск (отклонение не превышает 25-30 %). Полученное уравнение также проверено на независимом материале (ряд из 66 членов). Коэффициент корреляции между наблюденными и расчётными значениями оказался равным 0,86.

Расчёт среднемесячной солености воды Таганрогского залива для МГ Таганрога выполнен аналогично предыдущему расчёту.

Фазу понижения солености воды, вызванную половодным стоком р. Дон, характеризует среднемесячная солёность июня (y). В качестве предикторов для уравнения множественной регрессии выбраны: суммарный сток р. Дон за половодье (Qпол) с учётом времени добегания распресняющего влияния стока, солёность воды, наблюдающаяся до влияния стока половодья (Sпол) (среднемесячная солёность марта для МГ Таганрог) и ветровой параметр (Vp).
Общее уравнение искомой зависимости солености воды для МГ Таганрога в июне        t - года будет иметь вид

yt = 1,89 + 0,38 Sпол – 0,0006 Qпол + 0,0003 Vp.            

Коэффициент множественной корреляции между фактическими и расчётными значения среднемесячной солености воды в июне для МГ Таганрог равен 0,74.

В результате проведенной оценки изменения солености воды по акватории Таганогского залива исследователи установили, что солёность воды имеет наиболее тесную положительную корреляцию с соленостью воды предыдущего месячного периода, отрицательную – с месячным речным стоком р. Дон и более слабую отрицательную корреляцию с температурой воды залива. Влияние стока р. Дон на солёность воды залива зависит от периода года: сток значим в период половодья, что более характерно для восточной части Таганрогского залива, расположенной вблизи устья р. Дон и теряет своё влияние в меженный период. Ветровой параметр, определяющий сгонно-нагонные явления, взятый в интервале дискретности один месяц для данного расчёта, оказался статистически незначим. Достоверность полученных результатов подтверждается сравнением расчётных и наблюденных данных.

Надеюсь, эти данные Вам пригодятся как будущему экологу.

С уважением,
к.х.н. О.В. Мосин

ПРИЛОЖЕНИЕ:

Практическая соленость - S 

Практическая соленость определяется через отношение электропроводностей пробы морской воды при атмосферном давлении и 150С и раствора КСl , содержащего 32,4356 г КСl в массе раствора 1 кг при тех же давлениях и температуре (при использовании Международной Практической шкалы температуры 1968 г.). Отношение K15 определяет практическую соленость пробы в соответствии с зависимостью:
 
S = a0 +a1*K151/2 +a2*K15 +a3*K153/2 + +a4*K152 +a5*K155/2
Где
a0 = 0.0080 a1 = - 0.1692 
a2 = 25.3851 a3 = 14.0941 
a4 = - 7.0261 a5 = 2.7081 
  Σ ai = 35      
                             2   ≤ S ≤ 42   
 
Соленость по Кнудсену, Соренсену и Форху 
S = 0.030 + 1.8050*Cl…….......     ….(1)
S = a + b*Cl……………………….. (2)
S =  b*Cl…………………........… …(3)
bCl = 0,03 + 1,8050Cl = 35%o.
S = 1,80655*Cl………………...…    (4)          
 
Соленость как Сумма ионов 
∑ = 0,073 + 1,8110*Cl     (5)  
∑ = 1,8148*Cl     (6)       
 
Сумма ионов и соленость по Кнудсену 
Cl-        = 0,0000 + 0,99894*Cl             Cl-+ Br+ F= 0,0000 + 1,0000*Cl
Br-       =  0,0000 + 0,00340*Cl   
F-        =  0,0000 + 0,00001*Cl
HCO3=  0,0493 + 0,00476*Cl  O    =    0,0069 + 0,00162*Cl
H3BO3 =  0,0000 + 0,00137*Cl  B2O3  = 0,0000 + 0,00076*Cl
SO42-  = 0,0061  + 0,13910*Cl    SO42= 0,0061 + 0,13910*Cl
Ca2+   =  0,0154  + 0,02025*Cl  Ca2+ =  0,0154 + 0,02025*Cl
Mg2+ =  0, 0020  + 0,06680*Cl               Mg2+=   0,0020 + 0,06680*Cl
K+      = 0,0000   + 0,02000*Cl  K+    =   0,0000 + 0,02000*Cl
Sr2+  = 0,0000   +  0,00070*Cl               Sr2+  =   0,0000 + 0,00070*Cl
Na+  =  0,0000  +  0,55560*Cl  Na+  =   0,0000 + 0,55560*Cl
------------------------------------------------------------------------------------------------------__________________________                   _______________________
∑ =  0,0728   + 1,8110 Сl   (5a)                 S = 0,0304   + 1,80483 Cl  (1a)
∑ = 1,00455*S      (7),
 
Определения солёности Каспийского моря 
Формула А.А. Лебединского
S = 2, 38*Cl      (8 )  
Формула С.В.Бруевича                                         
S = 2.386 Cl         (9)  
Формула А.В.Трофимова
S = 0,14 + 2,36Cl    (10)  
 
А.Пахомова и Б.Затучная (1960 гг): 
Sпахом = 0.319 + 2.3464*Cl      (11 )    
Л.Друмова (1980 гг): 
Sдрум = 0.3114 + 2.1762*Cl + 0,0229*Cl2            ( 12 )  
Sдрум = 0.408 + 2.1948*Cl + 0.0229*Cl2            ( 13 ) 
 
А.Скороход (1996 г): 
S1скор = 0.221 + 2.394*Cl      ( 14 )     
S2скор = 0.172 + 2.45*Cl + 0.0102*Cl 2    ( 15 )    
 
DS1 = Sдрум – Sтроф. = 0.1714 – 0.1838*Cl + 0.0229*Cl2,
DS2 = Sдрум – Sтроф. = 0.268 – 0.1652*Cl + 0.0229*C 2, 
      DS3 = SБруевич – Sтроф. = - 0.14 + 0.026*Cl  ,  
DS4 = S1скор - Sтроф.  = 0.081 + 0.034*Cl,    
DS5 = S2скор - Sтроф.  = 0.032 + 0.09*Cl - 0.0102*C 2  
DS6 = SпахомSтроф.  = 0.179 - 0.014*Cl,     
Разница значений солёности,  определенной по формулам различных исследователей и формуле А.Трофимова
 
Отношение суммы ионов к солёности Кнудсена-Соренсена 
1) Лебединцев в пересчете С.Бруевича и
А. Пахомовой:
S/S = 2.42/3.286 = 1.0425
2) Л. Друмова
S/S = 1.0155
 
Определение солёности через относительную электропроводность (Л.Друмова, 1983) 
S = -0.0986 + 30.7336R20 +13.6703R202
(для R20 = 0.12÷0.45)    (22)
Методическая ошибка определения солёности составляет +( от 0.19 до 0.15%о) при изменении
Сl от 4.5 до 5.5 %о
 
Определения соотношения SКасп и Sокеан  
∑Касп = (1.142 ± 0.003)* Sокеан.    (23)
∑Касп /SКасп  = (2.42¸2.40)/2.386= =(1.01425¸1.00587)      (24) 
∑Касп   =(1.01425¸1.00587)* SКасп     (25)
SКасп = [(1.126¸1.135) ± 0.003] * Sокеан (26)
Для Cl = 5.25 до 5.45%о –нормальная вода Каспия
Хлорный коэффициент равен 2.415, тогда
SКасп = [(1.128± 0.003] * Sокеан      (27)
 
Алгоритм расчета практической солёности по данным СТD-измерения 
S =a0+a1RТ1/2+a2RТ+a3RТ3/2 +a4RТ2+a5RТ5/2+ ∆S         (28),
где
∆S =(Т-15)/[1+k(Т-15)]*(b0+b1RТ1/2+b2RТ+b3RТ3/2+
                                             +b4RТ2+b5RТ5/2)              (29),
при этом константы ai определены в уравнении определения практической солёности:
b0 = 0.0005 
b1 = - 0.0056 
b2 = - 0.0066  k = 0.0162
b3 = - 0.0375 
b4 = - 0.0636 
b5 = - 0.0144 
Σbi = - 0.0000

                 

  • Обясните гостю что это значит и без воды 100 м л.т. е. 1 хим. Стакан – 10 мл NaCl и 90 мл дистиллированной воды; 2 - 20 и 80; 3 - 25 и 75; 4 - 40 и 60.

    Гость
  • Еще немножко прочитал, кондуктор это прибор по которому делают всю возможную повторяемость, по этому он должен быть очень точен, где их поверивают эти называемые приборы

    Гость
  • Давайте пойдем выше, вода какой заряд имеет положительный или отрицательный, вот если на этот вопрос ответите, значит все так и есть

    Гость