六水合碳酸钙（CaCO 3 ·6H 2 O）在海冰中形成及稳定条件的研究

发布时间：2021-01-23 14:09

　　六水合碳酸钙（CaCO3’6H2O）是一种亚稳态碳酸钙形态,在自然条件下通常发现于低温（低于5℃）、高pH、高碱度、高磷酸根浓度和富含有机质的环境中。六水合碳酸钙很不稳定,在温度较高的环境下迅速转变成其它更稳定的碳酸钙形态（如方解石等）,被认为是更稳定碳酸钙形态的前身。虽然人工合成的六水合碳酸钙早在1865年就已经在实验室中制备得到,但在自然界中,这种矿物直到1963年才在ikka fjord（格陵岛）地区发现,并以其发现的地名命名。最近,六水合碳酸钙在海冰中被发现,首次由直接证据证实了碳酸钙在海冰中沉降的推测,并且是以含六个结晶水的形态出现的。然而,目前对六水合碳酸钙在海冰中发生沉降及其稳定的条件却是知之甚少。本论文通过模拟六水合碳酸钙在海冰中沉降的环境,尝试找出有利于六水合碳酸钙形成的条件。并通过进一步实验,判断六水合碳酸钙能稳定存在的条件。本论文的实验思路是根据改变传统的六水合碳酸钙制备方法,将传统高pH（pH为13左右）低盐（盐度为0）的制备条件改进为海冰环境下的pH（pH为8～9.5）和盐度（可高达100以上）。在此基础上,研究pH、盐度、反应液浓缩速率及磷酸根离子对六水合碳... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图I一z显微镜下海冰中的卤水通道(Weissenbe电er等，(1992))

图1一六水合碳酸钙的分子示意图‘其中蓝色小球代表钙原子，黑色小球代表碳原子，红色小球代表氧原子，黄色小球代表氢原子)六水合碳酸钙属于单斜晶体系，其结构如图1一4所示，钙离子跟水分子的结合较与碳酸根的结合更为紧密。密度仅为 1.8g.cm一3153.54]。与无水碳酸钙形态相比，六水合碳酸钙属于亚稳定品体[37]。其溶解度随温度的降低而降低，与其它三种无水碳酸钙的溶解度随温度降低而升高的情况恰好相反(如图1一5)。在常温常压下，六水合碳酸钙的溶解度与其他三种无水碳酸钙形态相比也是最高的，在正常海水中，钙离子和碳酸根离子积相对于这种矿物是非饱和的。但在温度接近0℃时，其离子积相对于六水合碳酸钙迅速接近饱和状态【’8]。荃塑吧卜一铆川.巾.一一~一.月心。n脸.0.七盆住.图l一5六水合碳酸钙(ikaite)、球霞石(vaterite)、文石(aragonite)和方解石(ealeite)的109(k)与温度的关系(来自Bisehoff等， (1993))六水合碳酸钙所发现的自然环境通常都是低温(低于5℃)、高pH、高碱度、缺氧、富含有机质并伴有较高含量磷酸根离子l’‘

……棘诊诊ASW图3一 1pH及盐度对六水合碳酸钙形成影响的实验示意图3.1.2实验方法将60抖LO.IMKZHPO;溶液添加到浓度为10林M左右。之后，将0.5M 600mL的纯水中，使溶液中KZHPO;的CaCIZ和 0.1MNaHCO3KZHPO;溶液中，泵的流速调节至 0.5mL/min。在整个实验过程，通过泵输送到通过不断添加少量的Na0H溶液使得反应液pH的波动控制在士0.05左右。同时，温度维持在0一l℃之间。记录从反应开始到溶液出现混浊、同时溶液pH开始相对迅速地下降。另外，在pH二&5、 S=70(ASW)的条件下，进行两次?


本文编号：2995355