Краткий ответ: правильный вариант — тот, где вода становится богаче ионами кальция, а твёрдая поверхность — ионами натрия:
вода меняется с богатой на ионы натрия на богатую ионами кальция,
а твёрдая поверхность — с богатой на ионы кальция на богатую ионами натрия.
Почему так:
- В пресном водоносном горизонте на твёрдой поверхности преимущественно удерживаются ионы \(\mathrm{Ca^{2+}}\).
- Приходит морская вода, в которой много ионов \(\mathrm{Na^+}\).
- Ионы натрия занимают места кальция на поверхности, а кальций переходит в воду:
\[ \mathrm{Ca^{2+}_{(тв.)} + 2Na^+_{(р-р)} \rightarrow 2Na^+_{(тв.)} + Ca^{2+}_{(р-р)}} \]
- Поэтому раствор обогащается кальцием, а поверхность — натрием.
Проверка: один ион \(\mathrm{Ca^{2+}}\) замещается двумя ионами \(\mathrm{Na^+}\), то есть заряды сходятся: \(2+ = 2 \cdot 1+\). Степени окисления элементов при ионном обмене не меняются.
