Истинные растворы в геологических процессах

от формы нахождения химического элемента – образует ли он газообразные

соединения (газовая миграция, мигрирует в «истинно растворенном» состоянии или в коллоидном растворе

и давления отношение произведения активных концентраций веществ, образующихся в результате

реакции, к произведению концентраций веществ, вступивших в реакцию - величина постоянная (К).
Константа К – это константа равновесия.
Она не зависит от концентрации реагирующих веществ и изменяется только с изменением температуры

+ OH-.
При данной температуре произведение концентрации иона водорода на концентрацию

иона гидроксила есть величина постоянная – ионное произведение воды.
Ионное произведение воды при температуре 22 ºС равно 10-14.
В водах, имеющих нейтральную реакцию, концентрация ионов водорода и гидроксила будет равная и составит 10-7 моль/л.
Показателем кислотности-щелочности является водородный показатель (рН), представляющий собой отрицательный логарифм концентрации ионов водорода.

вод. Большинство химических элементов образует наиболее растворимые соединения в сильно кислых

средах. Менее растворимые соединения химические элементы образуют в нейтральных средах. Соединения некоторых элементов легко растворимы в щелочных растворах с рН 9-10.

условиях ореолы одного и того же элемента имеют различную протяженность

и интенсивность. Кислые и слабо кислые воды (рН<6) благоприятны для миграции кальция, стронция, бария, радия, меди, цинка, кадмия, трехвалентного хрома, двухвалентных железа, марганца и никеля. В щелочных водах (рН>7) многие из этих элементов слабо подвижны. В щелочных водах подвижны шестивалентные хром, селен, молибден, пятивалентные кадмий и мышьяк.

гидроксила

и повышает растворимость.
Например: [CO3] и [HCO3].

гипса (CaSO4 2H2O) при 5 ºС недиссоциированных молекул в 2,5

раза больше, чем ионов Са2+.
Истинно растворенные недиссоциированные гидроксиды металлов Fe(OH)3; Al(OH)3 и др. являются одной из важнейших форм миграции многих элементов.

соли, то данный раствор будет насыщенным.
Произведение молярных концентраций ионов данного

минерала в его насыщенном растворе есть величина постоянная – произведение растворимости.
Произведение растворимости постоянна для данной температуры и давления.
Добавление к солевому раствору другой более растворимой соли, имеющей одноименный ион понижает растворимость первой соли.
Например, растворимость флюорита (CaF2) понизится, если к его раствору добавлять раствор гипса (CaSO4).

можно пользоваться при растворимости минерала в воде менее 0,01 моль/л

(менее 1 г/л). Большинство минералов обладает меньшей растворимостью, что и определяет большое значение правила произведения растворимости в геологических процессах.

ионов создает электрическое поле, понижающее «действующие массы», которые значительно меньше

концентраций соответствующих ионов.
Количество вещества, реально участвующее в реакции – активная концентрация (активность).
Коэффициент, на который надо умножить концентрацию, чтобы получить активность – коэффициент активности (f). A=fC.
Только в крайне разбавленных растворах коэффициент активности равен 1.

дает представление ионная сила раствора.
μ=C1Z1 + C2Z2 + …/2, где
С

– молярная концентрация ионов.
Z – валентность ионов.
В подавляющем большинстве природных вод ионная сила превышает 0,005, и активность не равна концентрации.
Поэтому при использовании закона действия масс и произведения растворимости нужно использовать не концентрацию ионов, а их активность.

0,001 (для ультрапресных вод) до 6 и более (для рассолов).

них для подавляющего большинства соединений не достигается.
Поэтому извлечение элементов из

таких вод происходит не в ходе выпадения в осадок трудно растворимых минералов, а в результате адсорбции, других коллоидных явлений и поглощения элементов живым веществом.
Ионная сила этих не превышает 0,001-0,002.
Ею можно пренебречь.
Эти воды резко неравновесны по отношению к природе.
К ним относятся поверхностные и грунтовые воды тундры, тайги, влажных тропиков, высокогорий.

правило ионной силы.
В этих водах активность ниже концентрации.
Воды этого типа

подразделяются на два подтипа.

обычно не превышает 0,5 г/л. Это воды пресных озер, грунтовые и

пластовые воды южной части лесной зоны, трещинно-грунтовые воды гранитоидов и других магматических пород в горно-степных районах. Они не насыщены большинством элементов. В связи с этим они е равновесны по отношению к вмещающим породам. Их состав зависит от биологического круговорота, характера пород, времени взаимодействия, скорости реакций растворения и выветривания.

преимущественно не за счет осаждения простых солей, а результате адсорбции,

образования гелей и других явлений. Правило ионной силы по отношению к этим водам применимо, но имеет ограниченное использование.

воды с общей минерализацией до 4-6 г/л. Воды насыщены многими

элементами и ионами ( в частности Са2+, НСО3 -, железом, кремнеземом. Поэтому такие воды в отношении ряда компонентов находятся в равновесии со средой. Состав пород оказывает меньшее влияние на состав вод, чем в предыдущих случаях. Это многие почвенные, грунтовые и речные воды районов с засушливым климатом) степенй и пустынь), пластовые воды артезианских бассейнов, воды в зоне окисления сульфидных месторождений Извлечение элементов из таких вод связано с образованием трудно растворимых соединений, в соответствии с произведением растворимости. В них действует ионная сила.

4-6 г/л.
Они не подчиняются законам идеальных растворов.
Но они не подчиняются

и правилу ионной силы.
Это воды соляных озер, солончаков, сильно минерализованные грунтовые и пластовые воды сухих степей и пустынь, глубинные рассолы.
Их состав мало зависит от вмещающих пород.
Высокая минерализация определяет величину ионной силы более 0,2 (до 5-6).
В этих водах проявляется солевой эффект.

ионов.
Поэтому растворимость трудно растворимых минералов увеличивается при добавлении в воду

солей, не имеющих общих ионов с данным минералом.
Растворимость одних солей растет в присутствии других солей.
Это явление – солевой эффект.
Вследствие солевого эффекта может значительно увеличиваться интенсивность миграции многих элементов.