关于人工海水配制过程中一些问题的探讨

关于人工海水的配制，我曾经发表过一篇介绍。（人工海水的配制）但是，有同仁向我提出了关于配置过程中关于控制离子浓度的一些问题，我将会在这篇文章里对相关的问题进行说明。

Q1：如果想要调控溶液中的阴离子浓度，是否需要改变与之相关的所有阳离子浓度？

A1：是的，不仅要改变和这种阴离子有直接联系的阳离子的试剂的浓度（如我要改变氯离子浓度，就要改变氯化钠和氯化钾的量），因为人工海水里不同离子的量是有定比的，所以其他离子的试剂的量也要改变（在上面那个例子中，假设钠离子和镁离子的量的比是1:1，加入的硫酸镁中镁离子的质量也要和氯化钠中钠离子的质量相等，一般阴离子的占比不算，只算阳离子）

Q2：在这样一张图里如何计算出氯离子的浓度？

A2：如果是质量分数的话直接通过初中知识算出氯离子的总质量，再通过已有数据（溶液的质量可以先配置再量[doge]）做出溶液的总质量，最后计算出氯离子的质量分数；如果是物质的量浓度的话就算出氯离子的质量后，再通过氯离子的摩尔质量算出氯离子有多少摩尔，就直接说XXmol/L就好了

Q3：如果想要配置3.5%或5%的氯离子浓度，总溶液想要1L的话，钠钾镁克数要怎么计算？

A3：要算的是氯离子的质量分数，我们要先直接用1L乘以海水的平均密度得到人工海水的质量，然后再求出氯离子的质量，再通过氯离子的摩尔质量推出氯离子的物质的量，再根据钠离子、钾离子和镁离子的比来求出三种离子的盐所该放的量

以下是一个理想模型，假设人工海水中只有钠、镁、钙、钾四种阳离子和氯离子一种阴离子，人工海水的体积为1L，单独控制氯离子浓度为5%（3.5%的计算同理）。因为只控制氯离子的浓度，所以如果提供镁离子的试剂是硫酸镁的话，硫酸根离子质量不管（如果需要控制两种阴离子的浓度的话，就要将不同的试剂分开来算）。

Q4：我去百度是钠3镁2钾1，如果按这个配比氯离子浓度我配不成质量浓度5%。然后这是我自己按计算算出来的配比，这个配比合理吗？NaCl会偏高不？

A4：钠3镁2钾1是仅从阳离子比例来配制的结果，不考虑阴离子。在这张配比图里氯离子的总质量是19.7557克，如果想要氯离子的质量分数是5%的话，就需要人工海水的总质量是395.114克，那就要看怎么配制了。（实话说一般用途的人工海水不需要那么多离子，具体还是看用途，用来研究缓冲体系的要放碳酸盐和碳酸氢盐，研究腐蚀的要放另外一些物质。我自己的是探究牺牲阳极法的，要求不高。至于养鱼的，直接买吧）

Q5：类海水怎么配，所用的化学试剂体积分数是多少，各化学试剂用多少才能配出来类海水溶液？是这些试剂吗，那这些试剂要加多少克，是把所有的试剂混合吗？

A5：以上试剂中硅烷衍生物不要，其他的可以按需保留。我假设需要100克人工海水，阳离子质量分数为6%，则钠离子要3克，镁离子要2克，钾离子要1克。阴离子看需求放，可以全部都是一种离子，也可以放多种离子。盐的质量可以通过阳离子质量进行相对分子质量计算求出，具体的是初一知识，上网查。

Q6：我想问一下，我们该如何控制溶液中（比如人工海水）氯离子的浓度是5%？（这是我自己在与@Apollo-思兼 （也是大佬）的讨论中问的）

A6：你是说工业上还是实验室呢？你说的浓度是体积分数还是质量分数？如果是工业上的话，我们一般用氯离子单渗透膜；实验室的话，自己配就可以了 ，用去离子水和氯化钠配溶液。氯离子浓度是5%肯定可以做到的，但如果你要模拟人工海水，那可能还要加别的卤盐。你的意思是是不是要在反应中控制溶液中氯离子浓度恒定在5%？（这个真没有，我自己对反应目前是没有这么高的要求的）这个在实验室里就比较难搞了，一般还是用氯离子单渗膜，或者你进行稀溶液实验。比如你弄一泳池的水，配成5%的氯化钠溶液，用这个溶液做实验，那么，实验过程中氯离子浓度变化就可以忽略不计，我们就可以认为整个反应过程中氯离子浓度恒定在5%。然后监控溶液中氯离子浓度的方法，我们一般用电化学方法，就是用氯离子响应电极，工作原理和pH计类似。（我自己有对原话进行语言表达上的修改）

总之，我已经讲了离子浓度的控制，至于溶液的具体配制的话，请直接参考九年级下册化学课本中的“配制一定质量分数的溶液”和高中化学课本必修一的“配制一定物质的量溶液”。（评论区可作为讨论区）

勘误：在人工海水的配制当中钠、钾、镁离子的比例是我那时在一个UP的视频里看到的，当时未经过具体考证就采用了，当时主要是想表现出容量瓶的使用。正确的比例有两种：（1）粗略的话是钠3镁2钾1；（2）精确的话是可以参考正文里的图。