[H,CO,]=Kc ・ Pco, @ の関係が成り立つ。そこで次式が得られる。
[HCO31 =Ka Kc Pco2/[H ] @
ここで
[H+]2+田:+]{[M+]一[X ]}・(:K。+Ka・Kc・pc。、)=0
が得られる。
[H+]について、2次方程式の解を求める公式から
[H ]={一([M ] 一 [Xl) ± (([M ] 一 [X ])2+4Ka Kc Pc.,) 2}/2 ・
この場合解は一の値をとらないので
[且+】={一([M+}【X])+(([M+]一[XD2+4Ka・Kc・Pco2)1/2}12
となる。
(lll)
@
pH=・10g【且+]
であるから
@
p且=.log{{.([M:+】一[X1)+(([M:+}[X ])2+4]Ka・Kc・Pco2)1/2}/2}
となる。
@
曲線(A)は純粋な酸の希釈溶液のpH−ECの関係に対応している。
また、上限曲線(B)は純粋な水に炭酸水素カルシウムのみが溶存 していると仮定し、様々な濃度の炭酸水素カルシウムにおけるpH と、その時の電気伝導度(EC)の計算値との関係を曲線で結んだ ものである。この場合も、ここでは炭酸水素カルシウムを仮定した が、これを炭酸水素ナトリウムを考えてもよい。純粋なアルカリの 炭酸水素塩の希釈液のpH−ECの関係に対応している。
曲線(A)、(B)から、pHが下方向の酸性側については(A)
の曲線が下限になったいることがわかる。しかし、(B)の計算では アルカリ側では大気中のCO2分圧がパラメーターに入っており、通 常大気中のCO2分圧の平均値として知られている、350ppmを用
いた場合、差が大きい。
そこで(B)のCO2分圧を700ppm、1400ppm、3000ppm
と変化させて曲線を描いた場合、700ppmの場合が一致することが わかった。このCO2分圧は一般に言われている、350ppmより大 きいが、通常の実験室における空気中のCO2は500〜700ppm
で、それほどおかしな値ではないと考えられる。
図6−9は、1週間降雨と初期1ミリ降雨に分けて示したものである。
図6−9の下図から1週間降雨に比べ、初期1ミリ降雨ではCO2分 圧が700ppmから350ppmの時でも、比較的よく当てはまる試料
があることを示している。
図6−8に示した(A)(B)2本の曲線の内側に多数の試料が存在
する。この点について図6−10にモデルを示した。
図6−10は、酸またはアルカリ(CaHCO3)のみが溶存している
雨水に、中性塩が加わった場合におけるpHとECの変化モデルを
示したものである。雨水のpHは溶存している水素イオン濃度によ
り決まるが、中性の塩類が入ると、pHは変化しないがECが増加
する。そのため、図6−9に示したように、同じpHでもECの大き
な多数の試料が、2つの曲線の内側に存在することになる。
(B)
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8
7
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ドキュメント内
兵庫県尼崎市周辺における雨水の調査と化学的特徴についての研究
(ページ 112-115)