Coeficiente de actividad del agua de mar de la física y química del océano

En comparación con las soluciones acuosas generales o el agua natural (ríos, lagos, manantiales, agua de lluvia), el agua de mar se caracteriza por contener una gran cantidad de sales, lo que hace que las propiedades físicas y químicas del agua de mar y de las soluciones infinitamente diluidas con salinidad extremadamente baja sean significativamente diferentes. . Para expresar la diferencia entre los dos, el coeficiente de actividad del agua de mar (utilizado principalmente para solutos) y el coeficiente de permeabilidad del agua de mar (utilizado principalmente para disolventes) se utilizan en la química física de los océanos.

Existen muchos modelos teóricos y fórmulas para calcular el coeficiente de actividad promedio de los componentes del agua de mar y el coeficiente de actividad de iones individuales, incluida la teoría de asociación de iones, el modelo de interacción especial, la fórmula de Skatechard, el modelo de hidratación, el modelo electrostático (incluido Fórmula de Davis), teoría de la expansión integral de cúmulos y fórmula de Pitzer. Aunque el coeficiente de actividad de un solo ion se puede obtener utilizando un electrodo selectivo de iones, la determinación y el cálculo teórico de su valor exacto, especialmente para sistemas de alta salinidad como el agua de mar, aún no se han resuelto por completo. En el trabajo práctico, el coeficiente de actividad del agua de mar se puede calcular utilizando fórmulas de interacción especiales, como la fórmula de Scutchard y la fórmula de Pitzer. En resumen, la fórmula anterior se puede resumir de la siguiente manera: El término de Debye-Hookel en la fórmula se refiere al valor calculado por la ley del límite teórico de Debye-Hookel. Entre las teorías anteriores, la teoría de la expansión integral de conglomerados y la fórmula de Pitzer tienen los mejores resultados, y la diferencia entre los resultados calculados y los valores medidos está dentro del rango de error experimental. La fórmula de Pitzer no solo puede calcular el coeficiente de actividad de los iones componentes principales en el agua de mar, sino que también fue utilizada por químicos marinos para calcular el coeficiente de actividad de los iones componentes menores en el agua de mar poco después de que apareciera la fórmula de Pitzer. Los resultados son más consistentes con los resultados del cálculo del modelo de interacción especial. En 1982, esta fórmula se aplicó con éxito al cálculo de los principales coeficientes de actividad iónica en el Mar Muerto (fuerza iónica ( ) 10). La introducción de la fórmula de Pitzer básicamente resolvió el cálculo del coeficiente de actividad.