海水のpHを計算します

海水のpHは8である、ということはご存じでしょうか。大気中二酸化炭素分圧（pCO2）と全炭酸（DIC）濃度を与えて、海水のpHを求めます。

以下に、DICの定義、二酸化炭素の溶解平衡、炭酸系成分と水の解離平衡の式を書き出しました。

　K0 = 10^-1.489、K1 = 10^-5.882、K2 = 10^-9.035、Kw = 10^-13.409　　（温度20℃）

任意のpHで、DICに対する、各炭酸成分の割合を求める計算にて、以下式(6)～(8)を導出しました。

ここでは、式(7)を使います。

手順①　式(7)を、式(2)に代入してください。
　　　　これを、pCO2と【DIC】を含み、【H+】についての二次方程式の形に変形してください。
　　　（つまり、A【H+】² + B【H+】 + C = 0　に変形してください。左のA,B,Cは皆さんが求めてください）

手順②　上の【H⁺】についての二次方程式を、解の公式に従って、解いてください。

　　　　【H⁺】= ～～～

私（大木）は、解の公式を忘れてしまいがちなので、間違えないよう、記しておきます。


手順③　海水の【DIC】として、2.09×10-3 (mol/L）、大気のpCO₂として 380×10^-6 (atm)　を、
　　　　【H⁺】= ～～～　の式に代入して、【H⁺】の値をもとめてください。

　　　　手計算では無理なので、エクセルにこの数式を作って（※）、計算させてください。

手順④　pH = -Log₁₀【H⁺】　に代入して、海水のpHを求めてください。


pH = 8.06   が得られたでしょうか。


大気pCO₂が倍増した760×10^-6 (atm)
大気pCO₂が半分だった190×10^-6 (atm)　
ときのpHも求めてください。


※エクセルのセルに、「=」を入力して、各セルを引数として、計算式を作ることができます。
エクセル関数の、=Log(引数)　をセルに打ち込めば、引数の常用対数を計算してくれます。
ちなみに、=Ln（引数）では、eを底とした対数を計算します。エクセル計算に慣れてください。