Prieto & Millero(2002)による〔『The values of pK1 + pK2 for the dissociation of carbonic acid in seawater』(2529p)から〕

『海水中の炭酸の解離に対するpK1 + pK2の値』


Abstract
 The values of pK1 + pK2 for the dissociation of carbonic acid have been determined in seawater as a function of temperature (0 to 45℃) and salinity (5 to 42). They were determined by the addition of NaHCO3 to seawater stripped of CO2 until the pHo = 1/2(pK1 + pK2) was constant. The pHo was measured using potentiometric and spectrophotometric techniques. The values of pHo determined by the two methods are in good agreement (±0.002). Our values of 1/2(pK1 + pK2) are in good agreement (0.005) with the results of Mehrbach et al.(1973) and the combined data have been fitted to the equation
 1/2(pK1 + pK2) = -247.8958 + 6.564628 S - 3.322×10-4 S2 + 12074.50/T + 37.764148 ln T
           + (-290.721 S + 0.12980 S2)/T - 0.983517 S ln T
with a σ=0.0052. Both studies indicate that the measurements of pK2 in artificial seawater are lower than the values in real seawater. Values of the pK1 in seawater were also determined from potentiometric titrations of seawater at a few temperatures (15 to 45℃). The results are in better agreement (0.01) with the results of Mehrbach et al. between 20 and 30℃ than other workers. Our results and those of Mehrbach et al. have been combined to yield (σ=0.0056)
 pK1 = -43.6977 - 0.0129037 S + 1.364×10-4 S2 + 2885.378/T + 7.045159 ln T
and (σ=0.010)
 pK2 = -452.0940 + 13.142162 S - 8.101×10-4 S2 + 21263.61/T + 68.483143 ln T
           + (-581.4428 S + 0.259601 S2)/T - 1.967035 S ln T
These studies indicate that the values of K1(SW)>K1(ASW) by 〜0.01 and K2(SW)<K2(ASW) by 〜0.04 near 25℃. Measurements of pK1 + pK2 and pK1 in artificial seawater with and without boric acid show the same trends, indicating that the effect is due to interactions of boric acid with HCO3- and CO32-. Further studies are needed to elucidate these interactions.』

『炭酸の解離に対する pK1 + pK2 の値が、温度(0〜45℃)と塩分(5〜42)の関数として海水中で決定されている。それらは、pHo = 1/2(pK1 + pK2) が一定になるまで、CO2 が除かれた海水にNaHCO3 を加えることにより決定された。pHo は電位差法とスペクトル光度測定法を使って測定された。2つの方法で決定されたpHo の値は、よく一致している(±0.002)。我々の1/2(pK1 + pK2)の値はMehrbach et al.(1973)の結果とよく一致し(0.005)、組み合わせたデータは次式にフィットさせられている:
 1/2(pK1 + pK2) = -247.8958 + 6.564628 S - 3.322×10-4 S2 + 12074.50/T + 37.764148 ln T
           + (-290.721 S + 0.12980 S2)/T - 0.983517 S ln T
ここでσ=0.0052である。両方の研究は、人工海水でのpK2 の測定値は実際の海水での値よりも低いことを示す。海水中のpK1 の値はまた、いくつかの温度(15〜45℃)で海水の電位差滴定から決定された。その結果は、他の研究者よりも20〜30℃間でMehrbach et al. の結果とよく一致する(0.01)。我々の結果とMehrbach et al. のものを結びつけて次のような式が得られた(σ=0.0056):
 pK1 = -43.6977 - 0.0129037 S + 1.364×10-4 S2 + 2885.378/T + 7.045159 ln T
および(σ=0.010)
 pK2 = -452.0940 + 13.142162 S - 8.101×10-4 S2 + 21263.61/T + 68.483143 ln T
           + (-581.4428 S + 0.259601 S2)/T - 1.967035 S ln T
これらの研究は、25℃付近において、約0.01でK1(SW)>K1(ASW)であり、約0.04でK2(SW)<K2(ASW)であることを示している。硼酸を含む場合と含まない場合での人工海水におけるpK1 + pK2およびpK1の測定値は同じ傾向を示し、その影響は硼酸とHCO3-およびCO32-との相互作用によることを示している。これらの相互作用を解明するにはさらに研究が必要である。』

1. Introduction
2. Experimantal methods
3. Material and methods
 3.1. Electrodes
 3.2. Potentiometric titrations
 3.3. Coulometric titrations
 3.4. Bicarbonate additions
 3.5. Absorbance measurements
 3.6. Determination of K1
 3.7. Determination of K1K2
4. Results and calculations
 4.1. Determination of pK1 + pK2 in seawater
 4.2. Determination of K1 in seawater
 4.3. Artificaial seawater measurements
5. Discussion
Acknowledgments
References


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