海洋物理化学PDF电子书下载

第一章液态水的结构 1

1.1水分子结构 1

1.2液态水的结构模型 4

7.4碳循环和箱式模型 48 4

1.2.1混合型理论模型 6

目 录 9

序 9

前言 11

1.2.2连续体模型 12

1.3压力和温度对纯水结构的影响 13

1.3.1压力对纯水结构的影响 13

1.3.2温度对纯水结构的影响 14

1.4溶质对水结构的影响 17

1.4.1 电缩作用 17

1.4.2双区模型 17

1.4.3三区模型 18

1.5 液态水结构的新进展——五聚物－单体混合模型简介 20

1.5.1统计力学理论处理 21

1.5.2中子散射法 24

参考文献 26

2.1 海水的状态参数 29

2.1.1 温度 29

第二章海水状态方程式 29

2.1.2氯度和盐度 30

2.1.3压力 31

2.1.4密度、比重和比容 31

2.2海水状态方程式概述 32

2.3通过多项式表达的状态方程式 34

2.3.1 Knudsen-Ekman经典海水状态方程式 34

2.3.2其他多项式状态方程式 37

2.4通过具有热力学基础的方程式近似表达的海水状态方程式 39

2.4.1Tait-Gibson海水状态方程式 39

2.4.2Tumlirz海水状态方程式 44

2.5用物理化学公式表达的海水状态方程式 45

2.6根据声速导出的海水状态方程式 46

参考文献 52

第三章海水热力学基础 54

3.1 海水体系的基本热力学关系 54

6.8.1河水的化学模型 4 56

3.2 海水溶液 56

3.3化学势和偏摩尔量 60

3.4 Gibbs-Duhem方程式 63

3.5海水的热容和焓 65

3.5.1海水的热容 65

3.5.2海水的焓 68

3.6海水的熵 73

3.6.1基本公式 73

3.6.2海水组分的偏摩尔熵 76

3.6.3海水的熵 77

3.6.4压力对熵的影响 80

3.7海水的偏摩尔体积 86

3.7.1基本公式 86

3.7.2海水中海盐的偏摩尔体积 91

3.7.3向海水转移过程中偏摩尔体积的变化 94

3.7.4海水中离子的偏摩尔体积 95

3.7.5海水中水的偏摩尔体积 98

3.8海水的膨胀性 99

3.8.1基本公式 99

3.8.2海水的膨胀性 100

3.8.3海水的热膨胀系数 103

3.9海水的压缩性 105

3.9.1基本公式 105

3.9.2水的等温压缩性 108

3.9.3海水的等温压缩性 110

3.9.4海盐的平均表观摩尔压缩性和平均偏摩尔压缩性 111

3.9.5海水的压缩性与海水其他性质的关系 113

参考文献 114

4.1离子水化数 117

4.1.1离子淌度法（电导法） 117

第四章离子水化作用——海水中离子与水相互作用 117

4.1.2迁移数法 118

4.1.3 电动势法 119

4.1.4水化熵法 119

4.1.6扩散法 120

4.1.5活度系数法 120

4.1.7声速－压缩系数法 121

4.1.8有效体积法 121

4.1.9介电常数法 122

4.1.10核磁共振法 122

4.1.11离子水化数测定方法的比较 124

4.1.12统计力学计算法 128

4.2 离子水化的热力学模型 129

4.2.1 离子－水相互作用模型 129

4.2.2离子－溶剂相互作用的连续（非结构）电介质模型 132

4.2.3离子－溶剂相互作用的结构水化模型 139

4.2.4几点讨论 155

参考文献 160

第五章海水体系中离子－离子相互作用——海水的活度系数 162

5.1 基本概念 162

5.1.1不同的浓度标度 163

5.1.2电解质活度和离子活度 164

5.1.3 部分离解的电解质的活度系数 166

5.1.4渗透系数 168

5.1.5过剩函数——过剩Gibbs自由能 169

5.1.6 电解质的过剩化学势 170

5.2.1 离子互吸的Debye-Hückel理论的基本假设 172

5.2.2离子雰概念 172

5.2离子互吸的Debye-Hückel离子雰理论 172

5.2.3离子互吸的Debye-Hückel理论的基本方程式 174

5.2.4电解质活度系数与离子互吸理论 181

5.2.5 离子互吸理论与渗透系数和其他热力学性质 188

5.3离子缔合理论 190

5.3.1 离子缔合概念 190

5.3.2 Blerrum的离子缔合理论 191

5.3.3 Fuoss的离子缔合理论 195

5.3.4三离子缔合物和离子簇团 198

5.4溶液活度系数的离子水化理论 200

5.5 电解质混合物的若干经验规则 205

5.5.1混合过程 205

5.5.2 Harned规则 206

5.5.3 Young规则 209

5.5.4 3дановский规则 212

5.6电解质溶液的统计力学理论 216

5.6.1 DH理论及其修正 217

5.6.2簇展开理论——Mayer电解质溶液理论 221

5.6.3积分方程式理论 246

5.7海水体系 256

5.7.1 离子缔合概念与Mayer理论和Rasaiah-Friedman理论 256

5.7.2特殊相互作用模型 266

5.7.3 scatchard方程式 270

5.7.4 Pitzer理论 279

5.7.5海水体系的渗透系数和活度系数 289

参考文献 297

第六章海洋中的络合作用——海水化学模型 303

6.1 海洋化学模型和海水化学模型 303

6.2水溶液中络合物的稳定性 306

6.2.1离子对和络合物 306

6.2.2络合物稳定常数 308

6.2.3溶液中络合平衡的统计基础 330

6.2.4溶液中络合物逐级稳定常数与配位数之间的关系 334

6.2.5络离子在溶液中稳定性的若干规律 339

6.3压力和温度对平衡常数的影响 346

6.3.1理论和方法 346

6.3.2压力和温度对海水中络合平衡的影响 352

6.4混合配位体路合物的稳定面和理论上限 354

6.4.1稳定函数和稳定面 354

6.4.2混合配位体络合物的理论上限 360

6.5.1化学平衡计算法 366

6.5海水化学模型 366

6.5.2微观结构参数计算法 377

6.6海水中微量元素的溶存形式及无机配位体的化学模型 384

6.6.1确定海水中微量元素溶存形式的一般规律和方法 384

6.6.2化学平衡法计算海水中微量元素溶存形式的典型计算例举 390

6.6.3微观结构参数法计算海水中微量组分的化学模型 402

6.7 海水中的有机络合物及有机配位体的化学模型 410

6.7.1海洋中的有机物质 410

6.7.2海水中的有机配位体 413

6.7.3海水（及其他天然水）中金属的络合容量和金属－天然有机配位体络合物的条件稳定常数 433

6.7.4海水中元素的有机和无机配位体的混合化学模型 450

6.8若干特殊水体的化学模型 456

6.8.2冰岛地热水（0—370℃）的化学模型 457

6.8.3城市污水的化学模型 459

参考文献 466

第七章海洋中的酸和碱 471

7.1 海水的pH和碱度 472

7.1.1海水的pH 472

7.1.2海水的碱度 474

7.2海水的缓冲容量 476

7.2.1缓冲容量 476

7.2.2海水的缓冲容量 477

7.3海水碳酸盐体系 478

7.3.1海水碳酸盐体系的平衡常数 478

7.3.2碳酸盐体系各组分的估计 481

7.3.3海水的对数图 484

7.4.1箱式模型简介 485

7.4.2箱式模型计算cO2在全球的循环 489

7.5影响海水pH和碱度的因素 493

7.5.1生物过程的影响 493

7.5.2缺氧水和孔隙水的碱度和pH 494

7.6硬软酸碱理论及其在海洋化学中的应用 495

7.6.1硬软酸碱原理 495

7.6.2硬软酸碱原理的量子化学基础 497

7.6.3硬软酸碱原理在海洋化学中的应用 500

参考文献 501

第八章海洋中氧化－还原作用 503

8.1 Eh和pe 503

8.1.1定义 503

8.1.2离子强度和络合物生成对电极电位的影响 507

8.2.1微生物过程的能量 508

8.2.2洋中脊水热流与海水的混合 508

8.2海洋中微生物过程和水热流 508

8.3 pe-pH图 516

8.3.1 pe-pH图的结构 516

8.3.2海洋体系的pe-pH图 518

8.4海洋中氧化－还原的Sillén模型 519

8.4.1 sillén的海水模型升 519

8.4.2海水模型升的氧化－还原滴定 520

参考文献 521

第九章海洋中的沉淀和溶解作用 522

9.1 岩石、河水、海水和沉积物的化学本质 523

9.1.1岩石、河水、海水和沉积物中元素的含量 523

9.2氧化物和氢氧化物的溶解度 527

9.2.1溶解度和溶度积及它们的介质效应 527

9.1.2各种矿物的溶解度 527

9.2.2氧化物和氢氧化物的溶解度 528

9.3海洋碳酸盐体系 531

9.3.1方解石和文石的溶解度 531

9.3.2其他碳酸盐的溶度积 535

9.4深海中方解石溶解作用的Keir模型 536

9.4.1理论I（一种碳酸盐粒子的情况下） 536

9.4.2理论Ⅱ（两种碳酸盐粒子的情况下） 547

参考文献 551

第十章海洋中的界面化学作用——吸着作用和离子／配位子交换作用 552

10.1 海洋环境中的吸着作用 552

10.1.1海水中的吸着作用 552

10.1.2河口海域的吸着作用 557

10.1.3海水资源开发中的吸着作用 565

10.1.4海洋腐蚀与吸着作用 567

10.2.1吸着等温线及其分类 568

1 0.2吸着等温线和等温式 568

10.2.2吸着等温式 572

10.3影响液－固界面吸着作用的主要因素 592

10.3.1 pH影响 592

10.3.2溶液组成的影响 602

10.3.3液－固界面吸着等温线和等温式——微量元素浓度的影响 605

10.3.4影响液－固界面吸着的其他因素 633

10.4.1水合氧化物 633

10.4液－固界面的离子／配位子交换性质 634

10.4.2粘土矿物 644

10.4.3液－固界面的离子／配位子交换性质 649

1 0.5液－固界面化学吸着理论 651

10.5.1液－固界面分级离子／配位子交换理论1．热力学理论 651

10.5.2液－固界面分级离子／配位子交换理论11．统计力学理论 664

10.5.3液－固界面吸附作用的双电层理论 677

10.5.4液－固界面络合理论 690

10.6液－固界面离子／配位子交换动力学 700

10.6.1海水中微量元素液－固界面离子／配位子交换动力学概述 700

10.6.2反应级数、反应速率常数和活化能的测定 702

10.6.3交换机理 707

10.7 有机物对海水中微量元素与固体粒子交换作用的影响 724

10.7.1概况 724

10.7.2海水中有机物对微量元素－粘土矿物体系液－固界面交换作用的影响 725

10.7.3海水中有机物对微量元素－水合氧化物体系液－固界面交换作用的影响 733

10.8混合交换剂的加和性 747

10.8.1混合交换剂体系的加和性与非加和性的一般模式 747

10.8.2加和性 749

10.8.3非加和性 753

参考文献 756

附表 764