Глава 3
Карбонатная система
и контроль величин рН
СИСТЕМА УГОЛЬНОЙ КИСЛОТЫ
Величины р Н большей части природных вод контролируются реакциями с
участием карбонатной системы. Карбонатная система рассматривается здесь
как пример кислотно-основных систем в целом; соотношения, характерные для
карбонатного равновесия, могут быть с некоторыми изменениями использованы
для равновесий между формами фосфорной, сероводородной и кремневой кис»
лот,
На контакте с водой углекислый газ растворяется в ней до тех пор, пока
не наступит равновесие, В условиях равновесия концентрация (или, строго го»
воря, активность) растворенной двуокиси углерода пропорниональна давлению
(или, точнее, фугитивности) СО в газовой фазе. В условиях земной поверх»
ности разностью между парциальным давлением и фугитивностью можно пре»
небречь, Обычно считают, что вся растворенная двуокись углерода уходит на
образование угольной кислоты Н ‚СО, , Поэтому реакция растворения углекис»
лого газа в воде имеет вид
со, (аз) + Н,О = Н,СО,,
и константа равновесия СО, равна
бнсо,
Ксо_ 
= р 
6.1)
2 
Ко’ ‘*н.о
2 
2
В разбавленных растворах активность воды @ н ‚0 очень близка к 1 (в морской
воде ее значение составляет 0,98); в данном случае отклонением от ] можно
пренебречь. Фактически большая часть растворенной двуокиси углерода нахо-
дится в форме сольватированной СО ,, а не в виде Н,СО,, однако в условиях
равновесия истинная химическая форма растворенной двуокиси углерода не
влияет на рассматриваемое равновесное соотношение, Считая, что растворенная
двуокись углерода полностью находится в виде Н,СО,, используем константу
равновесия, отвечающую этому условию, Тогда уравнение (3.1) упрощается до
уравнения
а 
= К 
› 
Р 
. 
„2
нсо, “ ^со, 
'со, 
(3.2)