3章地球化学9、10_谢.ppt

地球化学;三、水-岩化学作用的影响因素;三、水-岩化学作用的影响因素;三、水-岩化学作用的影响因素;★度量单位和基本概念 摩尔(mol)：摩尔是量的国际单位，1摩尔是所含基本微粒个数与12克C12中所含原子个数相等的一系统物质的量(亚佛加德罗常数6.022*1023)。 摩尔数=物质质量（克）/分子量(摩尔数也称为克分子数) 体积摩尔浓度:1升溶液中溶质i的摩尔数。 Mi=溶质i的摩尔数/溶液的体积（升） 重量摩尔浓度mi：1千克溶剂中溶质i的摩尔数 稀溶液中体积摩尔浓度与重量摩尔浓度相近 因Mi=mi×溶液的密度×[（溶液重量-溶质重量）/溶液重量] 水溶液的密度近于1，溶质重量很小。;★化学平衡和平衡常数 A+B=C+D 简单反应 正反应驱动力=K1[A][B] 逆反应驱动力=K2[C][D] 达到平衡： K1[A][B]= K2[C][D] K1/K2=[C][D]/ {[A][B]}=K 平衡常数 aA+bB=cC+dD 复杂反应 K= [C]c[D]d/ {[A]a[B]b} ★活度：有效浓度 a=r×c, c：浓度；r:活度系数，一般1,也可1 ai-i物质的活度;;; 1.活度积原理 ◇溶解是指物质以离子状态存在于溶剂（水）中，形成真溶液。如Cl、S、Ca、Na、Mg、K及部分Fe、Mn、Si、Al等元素多呈离子状态溶解于水中。 ◇可溶物质溶解多少—能否稳定迁移—何时沉淀，与溶解度有关 ◇溶解度与溶度积有关，溶度积与活度积有关。 活度积:当温度一定时，难溶强电解质溶液中离子活度的乘积为一常数，这一常数称为活度积。 由于难溶化合物的溶解度极小，其浓度与活度相当，故溶度积与活度积均为常数，以Ksp表示。如 ☆ CaCO3 (s) = Ca2+ (aq) + CO32- (aq) 其Ksp = [Ca2+][CO32-]=4.8×10-9 ☆ Ca3(PO4)2=3 Ca2+ (aq) + 2(PO4)3- (aq) Ksp = [Ca2+]3[PO43-]2=3.5×10-33 ;1.活度积原理;;一般地 Ksp(S2-) Ksp(PO43-) Ksp(CO32-) Ksp(SO42-) Ksp(Cl-);;活度积可判断化合物溶解或沉淀反应的方向。 当难溶化合物达到沉淀-溶解平衡后，溶液中化合物的离子浓度乘积相当于活度积。当溶液中出现能够与上述化合物中的离子之一结合形成更低活度积的其它离子时，会发生活度积更低化合物的沉淀和已沉淀的原有矿物的溶解，也就是通常所说的“交代作用” 如SrSO4:Ksp2.8×10-7, 设已发生SrSO4 沉淀,[SO4] 2-=10-2;此时加入 [CO3] 2-= 10-2 ,SrCO3:Ksp1.6×10-9，SrCO3此时将沉淀,而SrSO4将溶解,达平衡时设沉淀出x mol/升的SrCO3，溶解了y mol/升的SrSO4，则有 碳酸锶SrCO3的Ksp: (2.8×10-5－x+y) ×(10-2－x)=1.6×10-9 天青石SrSO4的Ksp : (2.8×10-5－x+y) ×(10-2+y)=2.8×10-7 两式相除得：175 ×（10-2－x）=（10-2+y） y=174 ×10-2 －175x,代入1式解得x, 再解得y. ;（一）体系组成对水-岩作用的影响;（一）体系组成对水-岩作用的影响;;;（一）体系组成对水-岩作用的影响;胶体质点总体为球形，有内部结构（4层）;; 注意： ①胶体是多相物质的混合物。 ②分散相和分散媒均可是固体、液体或气体。以水为分散媒的胶体称为水溶胶。 ③胶体包括： 胶溶体：分散媒远多于分散相，如水溶胶 胶凝体：分散媒远少于分散相，如水胶凝体; 2) 胶体微粒的性质 ①分散相与分散媒的量比不固定； ②质点细小,具极大的比表面（S0=S/V,面积/体积)和很高的表面能。胶体粒径为10-6~10-9m,比离子分子（~10-10m)大,比机械悬浮体（ 10-4m）小。 直径1cm的球粒碎成1nm的微粒后表面积由0.0003m2变成总表面积3000m2（为1000万倍，如肥皂） ③质点表面的电荷未达到饱和，带电荷。带正电者称为正胶体，带负电的称为负胶体。 ④胶体具极强的吸附性(因带电荷及比表面大)。能吸附与其电荷相反的其他离子。;;;三、水-岩化学作用的影响因素;③胶体溶液浓度增大:可以促使胶体凝聚(如蒸发）。 ④溶液的酸碱度：对胶体的搬运与沉积也有很大影响。 ☆不同胶体在不同的pH值条件下凝聚(如高岭石在弱酸性、蒙脱石在碱性下凝聚） ☆两性胶体：在酸的作用下显碱性，胶体带正电(生成正的同型带电离子，如Al(OH)2+ ） ，在碱的作