Изотопия воды

Содержание

Слайд 2

ювенильная вода Термин «ювенильные» воды впервые был предложен в 1902 году

ювенильная вода

Термин «ювенильные» воды впервые был предложен в 1902 году Э.

Зюссом для вод, образовавшихся в глубоких недрах земли в результате дегазации магматических расплавов.
Это воды новые, ранее не принадлежавшие гидросфере и не участвовавшие ни в каких видах водных круговоротов Земли.
Слайд 3

В.В. Хаустовым (2011) предлагается ввести понятие ювенильного водного флюида (ЮВФ). ЮВФ

В.В. Хаустовым (2011) предлагается ввести понятие ювенильного водного флюида (ЮВФ).

ЮВФ

- первичная вода, зарождение которой происходит в верхнемантийных и более глубоких очагах плавления (плюмы, «горячие точки»), которая мигрирует в сторону поверхности Земли вместе с сопутствующими летучими (газами и др.)
Слайд 4

ювенильный водный флюид (ЮВФ) ЮВФ - первичная вода, зарождение которой происходит

ювенильный водный флюид (ЮВФ)

ЮВФ - первичная вода, зарождение которой происходит в

верхнемантийных и более глубоких очагах плавления (плюмы, «горячие точки»), которая мигрирует в сторону поверхности Земли вместе с сопутствующими летучими (газами и др.)
Слайд 5

Что касается минерализации и солевого состава ювенильных вод, то наиболее убедительной

Что касается минерализации и солевого состава ювенильных вод, то наиболее убедительной

представляется гипотеза М.А. Мартыновой и др., что это вода с очень низкой минерализацией поскольку в момент своего зарождения ювенильные воды не могут содержать в себе растворенных веществ.
Слайд 6

Количественная оценка подтока ювенильных растворов О возможной производительности глубинного потока судят

Количественная оценка подтока ювенильных растворов

О возможной производительности глубинного потока судят

опосредовано по:
а) интенсивности накопления водной массы Мирового океана
б) количеству воды, содержащейся в базальтовом расплаве
в) масштабам процессов разложения молекул воды
Слайд 7

Накопление воды в гидросфере Земли: 1 – суммарная масса дегазированной из

Накопление воды в гидросфере Земли: 1 – суммарная масса дегазированной из

мантии воды; 2 –вода в океане; 3 –вода в океанической коре; 4 –вода в континентальной коре
Слайд 8

Следует отметить, что существующие количественные оценки подтока ювенильных вод различных авторов

Следует отметить, что существующие количественные оценки подтока ювенильных вод различных авторов

различаются на порядки
Тем не менее, даже принимая во внимание расхождение в оценках ювенильного подтока у различных исследователей, следует признать количество ювенильных вод, пополняющих современную гидросферу, значительным
Слайд 9

Природная вода это водный раствор, т. е. дисперсная система. В растворе

Природная вода это водный раствор, т. е. дисперсная система. В растворе

чистая вода является растворителем (диспергатором), растворенные вещества —дисперсной фазой.

«Чистую» воду можно рассматривать как полимеризованную жидкость с формулой (Н2О)n. Степень полимеризации n зависит от Т и Р.
Кластеры (агрегированные полимолекулы, встречаются наряду с отдельными молекулами воды), при 0°С имеют структурную формулу H180O90, а при 70°С – Н50O25

Слайд 10

Как показывают характеристики электропроводности, «чистая» вода также диссоциирует по схеме 2Н2O

Как показывают характеристики электропроводности, «чистая» вода также диссоциирует по схеме
2Н2O

⇆ Н3О++ОН-.
Часто упрощенно вместо Н3О+ записывают Н+; тогда ионное произведение воды Kв будет иметь вид:
Kв = cн+ cОH-= [Н+] [OН-].
Величина Kв зависит от температуры и при 25°С составляет 1,0-10-14 моль2/л2.
Слайд 11

Водородный ион (H+) Концентрации ионов водорода и гидроксил-иона в нейтральной среде

Водородный ион (H+)

Концентрации ионов водорода и гидроксил-иона в нейтральной среде составляют

10-7 г-моль/л; поскольку ионная масса водорода равна 1, эта величина равна 10-7 г/л, или 10-4 мг/л.
Концентрации ионов водорода из-за их малых значений принято выражать в логарифмической форме . Для большинства природных вод pH изменяется в пределах от 6 до 8. Воды с низкими значениями pH (иногда до 2–3) встречаются в зонах окисления сульфидных руд, обычно обогащенных серной кислотой.
Слайд 12

Природные воды - растворы соляной или серной кислот, встречаются в кратерах

Природные воды - растворы соляной или серной кислот, встречаются в кратерах

вулканов. Содержание водорода в таких водах может достигать 10 - 100 мг/л, а pH 1,5–2 и ниже.
Слайд 13

Гидроксил-ион (OH–) В большинстве природных вод концентрации гидроксил-иона, определяемые значениями рН=6-8,

Гидроксил-ион (OH–)

В большинстве природных вод концентрации гидроксил-иона, определяемые значениями рН=6-8, очень

малы.
Воды с повышенной щелочностью характерны для содовых озер, для зон выщелачивания щелочных пород.
В таких водах pH может повышаться до 10 –11.
Слайд 14

В исключительных случаях могут формироваться воды с pH до 12,3–12,5. Концентрация

В исключительных случаях могут формироваться воды с pH до 12,3–12,5.
Концентрация

гидроксил-иона в таких водах достигает ~ 400 мг/л.
Такие воды встречены в Иордании в источниках бассейна р. Ярмук и формируются, видимо, при растворении редкого минерала портландита , при термическом разложении карбонатных пород.
Слайд 15

Изотопный состав природной воды Благодаря работам Вл.Ив. Ферронского, Иг. Нест. Толстихина

Изотопный состав природной воды

Благодаря работам Вл.Ив. Ферронского, Иг. Нест. Толстихина по

изотопии воды нам известно, что в природе вода, в основном, представляет собой смесь девяти различных молекул (Н216О, Н217О, Н218О, HD16О, HD17О, HD18О, D216О, D217О, D218О), отличающихся изотопами водорода (1H— протий, 2H(D)—дейтерий и 3Н(Т)—тритий) и кислорода (16О, 17О и 18О).
Слайд 16

Водород. 1H – протий – 99,98 % 2Н (D) – дейтерий

Водород. 1H – протий – 99,98 % 2Н (D) – дейтерий

– 0,02 % 3Н (Т) – тритий – 3 . 10-16 % На Земле 3-10 кг естественного трития. Период полураспада 12,26 лет

Кислород.
16О; 17О; 18О – стабильные изотопы кислорода;
14О; 15О; 19О – короткоживущие;
16О – 99,76 %
17О – 0,04 %
18О – 0,20 %

Слайд 17

SMOW – Standard of Marine Ocean Water D – 0,0158 о/оо; 18О – 0, 1985 о/оо

SMOW – Standard of Marine Ocean Water
D – 0,0158

о/оо;
18О – 0, 1985 о/оо
Слайд 18

SMOW – Standard of Marine Ocean Water D – 0,0158 о/оо;

SMOW – Standard of Marine Ocean Water D – 0,0158 о/оо;

18О – 0, 1985 о/оо

99,8 % молекул воды имеют массу 18(1H16О1H). Вода с формулами D216О, D217О, D218О называется тяжелой (ее получают при длительном электролизе обычной воды)

Слайд 19

Наиболее устойчивой является тяжелая вода D2O. Содержится в виде примеси в

Наиболее устойчивой является тяжелая вода D2O. Содержится в виде примеси в

обычной воде в сотых долях процента. По свойствам D2O существенно отличается от обычной:

D2O: tплавл – 3,81о; tкип – 101,4о; плотность макс 1,056 г/см3 при 11,2оС
вязкость на 20 % выше; диэлектрическая постоянная на 0,3-0,5 % ниже обычной воды