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内容简介
本书以作者和我国有关专家的研究成果为主体,较系统和全面地总结了国内外有关的文献,对海洋物理化学各主要领域作了较深入的论述.全书分为十章,其中三章为重点:“海水活度系数”一章中论述了目前世界上流行的各种最新的统计力学理论和最精确的计算公式;“海洋络合作用”一章中系统而深入地讨论了目前各邻近学科十分关切的海洋中的金属有机配位体络合物和混合配位体络合物等,全面地综述了天然水体中元素的存在形式及其计算方法;“海洋界面化学”一章中则以化学吸附、表面络合和界面离子/配位子交换三大理论为中心,对液-固界面化学作了系统的热力学、统计力学和动力学表述.
本书可供海洋、化学、化工、生物、农业、环境科学等方面的科技人员参考,也可作为有关高校教材.
目录
- 序
前言
第一章 液态水的结构
1.1 水分子结构
1.2 液态水的结构模型
1.2.1 混合型理论模型
1.2.2 连续体模型
1.3 压力和温度对纯水结构的影响
1.3.1 压力对纯水结构的影响
1.3.2 温度对纯水结构的影响
1.4 溶质对水结构的影响
1.4.1 电缩作用
1.4.2 双区模型
1.4.3 三区模型
1.5 液态水结构的新进展——五聚物-单体混合模型简介
1.5.1 统计力学理论处理
1.5.2 中子散射法
参考文献
第二章 海水状态方程式
2.1 海水的状态参数
2.1.1 温度
2.1.2 氯度和盐度
2.1.3 压力
2.1.4 密度、比重和比容
2.2 海水状态方程式概述
2.3 通过多项式表达的状态方程式
2.3.1 Knudsen-Ekman经典海水状态方程式
2.3.2 其他多项式状态方程式
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
2.4.1 Tait-Gibson海水状态方程式
2.4.2 Tumlirz海水状态方程式
2.5 用物理化学公式表达的海水状态方程式
2.6 根据声速导出的海水状态方程式
参考文献
第三章 海水热力学基础
3.1 海水体系的基本热力学关系
3.2 海水溶液
3.3 化学势和偏摩尔量
3.4 Gibbs-Duhem方程式
3.5 海水的热容和焓
3.5.1 海水的热容
3.5.2 海水的焓
3.6 海水的熵
3.6.1 基本公式
3.6.2 海水组分的偏摩尔熵
3.6.3 海水的熵
3.6.4 压力对熵的影响
3.7 海水的偏摩尔体积
3.7.1 基本公式
3.7.2 海水中海盐的偏摩尔体积
3.7.3 向海水转移过程中偏摩尔体积的变化
3.7.4 海水中离子的偏摩尔体积
3.7.5 海水中水的偏摩尔体积
3.8 海水的膨胀性
3.8.1 基本公式
3.8.2 海水的膨胀性
3.8.3 海水的热膨胀系数
3.9 海水的压缩性
3.9.1 基本公式
3.9.2 水的等温压缩性
3.9.3 海水的等温压缩性
3.9.4 海盐的平均表观摩尔压缩性和平均偏摩尔压缩性
3.9.5 海水的压缩性与海水其他性质的关系
参考文献
第四章 离子水化作用——海水中离子与水相互作用
4.1 离子水化数
4.1.1 离子淌度法(电导法)
4.1.2 迁移数法
4.1.3 电动势法
4.1.4 水化熵法
4.1.5 活度系数法
4.1.6 扩散法
4.1.7 声速-压缩系数法
4.1.8 有效体积法
4.1.9 介电常数法
4.1.10 核磁共振法
4.1.11 离子水化数测定方法的比较
4.1.12 统计力学计算法
4.2 离子水化的热力学模型
4.2.1 离子-水相互作用模型
4.2.2 离子-溶剂相互作用的连续(非结构)电介质模型
4.2.3 离子-溶剂相互作用的结构水化模型
4.2.4 几点讨论
参考文献
第五章 海水体系中离子-离子相互作用——海水的活度系数
5.1 基本概念
5.1.1 不同的浓度标度
5.1.2 电解质活度和离子活度
5.1.3 部分离解的电解质的活度系数
5.1.4 渗透系数
5.1.5 过剩函数——过剩Gibbs自由能
5.1.6 电解质的过剩化学势
5.2 离子互吸的Debye-Hückel离子雰理论
5.2.1 离子互吸的Debye-Hückel理论的基本假设
5.2.2 离子雰概念
5.2.3 离子互吸的Debye-Hückel理论的基本方程式
5.2.4 电解质活度系数与离子互吸理论
5.2.5 离子互吸理论与渗透系数和其他热力学性质
5.3 离子缔合理论
5.3.1 离子缔合概念
5.3.2 Bjerrum的离子缔合理论
5.3.3 Fuoss的离子缔合理论
5.3.4 三离子缔合物和离子簇团
5.4 溶液活度系数的离子水化理论
5.5 电解质混合物的若干经验规则
5.5.1 混合过程
5.5.2 Harned规则
5.5.3 Young规则
5.5.4 Здановский规则
5.6 电解质溶液的统计力学理论
5.6.1 DH理论及其修正
5.6.2 簇展开理论——Mayer电解质溶液理论
5.6.3 积分方程式理论
5.7 海水体系
5.7.1 离子缔合概念与Mayer理论和Rasaiah-Friedman理论
5.7.2 特殊相互作用模型
5.7.3 Scatchard方程式
5.7.4 Pitzer理论
5.7.5 海水体系的渗透系数和活度系数
参考文献
第六章 海洋中的络合作用——海水化学模型
6.1 海洋化学模型和海水化学模型
6.2 水溶液中络合物的稳定性
6.2.1 离子对和络合物
6.2.2 络合物稳定常数
6.2.3 溶液中络合平衡的统计基础
6.2.4 溶液中络合物逐级稳定常数与配位数之间的关系
6.2.5 络离子在溶液中稳定性的若干规律
6.3 压力和温度对平衡常数的影响
6.3.1 理论和方法
6.3.2 压力和温度对海水中络合平衡的影响
6.4 混合配位体络合物的稳定面和理论上限
6.4.1 稳定函数和稳定面
6.4.2 混合配位体络合物的理论上限
6.5 海水化学模型
6.5.1 化学平衡计算法
6.5.2 微观结构参数计算法
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
6.6.1 确定海水中微量元素溶存形式的一般规律和方法
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
6.6.3 微观结构参数法计算海水中微量组分的化学模型
6.7 海水中的有机络合物及有机配位体的化学模型
6.7.1 海洋中的有机物质
6.7.2 海水中的有机配位体
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
6.7.4 海水中元素的有机和无机配位体的混合化学模型
6.8 若干特殊水体的化学模型
6.8.1 河水的化学模型
6.8.2 冰岛地热水(0—370℃)的化学模型
6.8.3 城市污水的化学模型
参考文献
第七章 海洋中的酸和碱
7.1 海水的pH和碱度
7.1.1 海水的pH
7.1.2 海水的碱度
7.2 海水的缓冲容量
7.2.1 缓冲容量
7.2.2 海水的缓冲容量
7.3 海水碳酸盐体系
7.3.1 海水碳酸盐体系的平衡常数
7.3.2 碳酸盐体系各组分的估计
7.3.3 海水的对数图
7.4 碳循环和箱式模型
7.4.1 箱式模型简介
7.4.2 箱式模型计算CO2在全球的循环
7.5 影响海水pH和碱度的因素
7.5.1 生物过程的影响
7.5.2 缺氧水和孔隙水的碱度和pH
7.6 硬软酸碱理论及其在海洋化学中的应用
7.6.1 硬软酸碱原理
7.6.2 硬软酸碱原理的量子化学基础
7.6.3 硬软酸碱原理在海洋化学中的应用
参考文献
第八章 海洋中氧化-还原作用
8.1 Eh和pe
8.1.1 定义
8.1.2 离子强度和络合物生成对电极电位的影响
8.2 海洋中微生物过程和水热流
8.2.1 微生物过程的能量
8.2.2 洋中脊水热流与海水的混合
8.3 pe-pH图
8.3.1 pe-pH图的结构
8.3.2 海洋体系的pe-pH图
8.4 海洋中氧化-还原的Sillén模型
8.4.1 Sillén的海水模型升
8.4.2 海水模型升的氧化-还原滴定
参考文献
第九章 海洋中的沉淀和溶解作用
9.1 岩石、河水、海水和沉积物的化学本质
9.1.1 岩石、河水、海水和沉积物中元素的含量
9.1.2 各种矿物的溶解度
9.2 氧化物和氢氧化物的溶解度
9.2.1 溶解度和溶度积及它们的介质效应
9.2.2 氧化物和氢氧化物的溶解度
9.3 海洋碳酸盐体系
9.3.1 方解石和文石的溶解度
9.3.2 其他碳酸盐的溶度积
9.4 深海中方解石溶解作用的Keir模型
9.4.1 理论Ⅰ(一种碳酸盐粒子的情况下)
9.4.2 理论Ⅱ(两种碳酸盐粒子的情况下)
参考文献
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
10.1 海洋环境中的吸着作用
10.1.1 海水中的吸着作用
10.1.2 河口海域的吸着作用
10.1.3 海水资源开发中的吸着作用
10.1.4 海洋腐蚀与吸着作用
10.2 吸着等温线和等温式
10.2.1 吸着等温线及其分类
10.2.2 吸着等温式
10.3 影响液-固界面吸着作用的主要因素
10.3.1 pH影响
10.3.2 溶液组成的影响
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
10.3.4 影响液-固界面吸着的其他因素
10.4 液-固界面的离子/配位子交换性质
10.4.1 水合氧化物
10.4.2 粘土矿物
10.4.3 液-固界面的离子/配位子交换性质
10.5 液-固界面化学吸着理论
10.5.1 液-固界面分级离子/配位子交换理论Ⅰ.热力学理论
10.5.2 液-固界面分级离子/配位子交换理论Ⅱ.统计力学理论
10.5.3 液-固界面吸附作用的双电层理论
10.5.4 液-固界面络合理论
10.6 液-固界面离子/配位子交换动力学
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
10.6.2 反应级数、反应速率常数和活化能的测定
10.6.3 交换机理
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
10.7.1 概况
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
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
10.8 混合交换剂的加和性
10.8.1 混合交换剂体系的加和性与非加和性的一般模式
10.8.2 加和性
10.8.3 非加和性
参考文献
附表