Химические процессы и интегральные характеристики природных вод

В гидросфере протекают как равновесные, так и неравновесные процессы. В равновесных процессах участвуют, преимущественно, неорганические вещества и органические вещества, способные к электролитической диссоциации (в том числе гумусовые кислоты).

Окислительно –восстановительные реакции между неорганическими веществами обычно считают равновесными, хотя реально равновесие в них может устанавливаться несколько суток. Большинство органических веществ участвует в неравновесных процессах. Однако последние (за исключением загрязняющих веществ) быстро поглощаются разнообразной водной живностью и оказывают влияние на нее только как источник питания. Поэтому при решении ключевой экспертной задачи для водных резервуаров неорганические вещества обычно описываются равновесными моделями, а органические кинетическими. Эти модели мы и будем разбирать.

В природных водах протекают различные равновесные реакции. Поскольку в природных водах присутствуют кислоты и основания, в них происходят кислотно –основные реакции. Наличие в природных водах окислителей и восстановителей обуславливает протекание окислительно –восстановительных реакций. Кроме того, в природной воде возможны процессы комплексообразования, гидратации – дегидрата­ции и осадкообразования, в том числе адсорбции на взвесях.

Нередко бывает так, что разные вещества в водном растворе обуславливают протекание одной и той же реакции или одинаково влияют на ту или иную реакцию. Например, увеличение концентрации (добавление) любой соли приводит к увеличению электростатических взаимодействий. Любая кислота в раствор отдает ионы Н⁺. Окислитель окисляет содержащиеся в растворе восстановители. Для того, чтобы охарактеризовать свойства раствора, обусловленное многими возможными компонентами, и определить возможность протекания тех или иных процессов в нем, используют интегральные характеристики раствора.

Одна интегральная характеристика раствора — ионная сила, описана выше. Другая важная интегральная характеристика, которая позволяет предсказывать направление кислотно –основных реакций – это водородный показатель (рН). Интегральная характеристика, которая позволяет предсказать направление окислительно–восстановительных реакций — это окислительно–восстановительный потенциал (Е).

Интегральные характеристики природной воды определяются главными компонентами и влияют на поведение всех остальных (подчиненных) компонентов.