Файл: Борисов, О. Г. Экструзии и связанные с ними газо-гидротермальные процессы.pdf

горячих терм Камчатки, Курильских островов

(174 анализа)

и Японии *

(712 анализов)

— lg а

—lg а

—lg а

—lg а

Ионы

Среда

(Кам-

Ионы

Среда

(Япо­

(Кам-

(Япо­

чатка,

ния)

чатка,

ния)

Кури­

Кури­

лы)

лы)

Na

Кислая

1,92

2.39

Mg

Кислая

.

3,08

3,19

Нейтральная

1,66

1,45

Нейтральная

'3,47

3,21

Щелочная

1,72

1.40

Щелочная

3,43

3,25

Среднее

1,77

1,78

Среднее

3,28

3,21

Кислая

2,74

2,87

SO.,

Кислая

.

2,23

2,48

Нейтральная

2,59

2,82

Нейтральная

2,70

2,72

Щелочная

2,67

2,85

Щелочная.

2,79

2,95

Среднее

2,66

2,86

Среднее

2,48

2,61

Кислая

1,76

1,77

НСОз

Кислая

.

2.48

2,34

Нейтральная

1,64

1,37

Нейтральная

2,38

Щелочная

1,71

1,31

Щелочная

2.48

2,36

Среднее

1,71

1,75

Среднее

2,44

2,34

П р и м е ч а н и е . a = M - f a , где

а — активность, М — концентрация,

моль/л, f a — коэф­

фициент активности.

* Я-

Мияки (1969).

l g f a =

- 0 ,2 9 8 z f V f y

(для 25°С),

(28)

где fa— коэффициент

активности;

zt— валентность

тона; ц —

ионная

сила раствора; — 0,298 — коэффициент для данной темпе­

ратуры.

Для других температур коэффициент активности

рассчиты­

A z ,V

\i

(29)

- ! g / a

= 1 +

а°В

У(1

Коэффициенты А, Б и а0

взяты

из

работы

Р. М. Гаррелса и

кроме железа и аммония,

не превышают 2,5% (табл.

52). Поэтому

при дальнейших расчетах

применялась формула (28).

Свободная

энергия

реакции

(AZ°R) рассчитывалась

по урав­

нению:

AZ% = -

1,364 lg f C \ P [ D f

(30)

Примеры

расчета.

[Л ]'" [В ]"

Образования воднорастворимой окиси кремния (Si02(B)).

Принимая,

что при рН =7,7

(буфер

HF)

устойчивая концент­

рация воднорастворимой окиси кремния по отношению к

ее кри­

сталлической разновидности (Si02(a)) равна

10-3'5 моль/л

(по дан­

ным Beckwith и др., 1969), полагаем

S102(a) =

Si02(D) (К)-3-5);

AZ = 0.

K = aSiO 2= 1 0

3’5 (принимая активность,

равную

молярности

для молекулярных видов и разбавленных растворов).

AZ \

= - 1,364 • lg 10-3'5 =

4,774 ккал.

Поэтому AZSio

— AZSio

= 4, 774 ккал.

J

2(в)

(2a)

= 4,774 -

204,644 =

Отсюда AZSio

=

4, 774 -f AZsi0o,

2(b )

2(a)

— —199,87 ккал.

Аналогичный расчет по данным природных вулканических терм.

Принимаем Яэю2( ) =

10—2,71> pH = 6,87,

По данным Р.

Гаррелса

(1957), AZS(o

= — 199,83 ккал.

(Расчет по аморфному

кремнезему. Пересчитано

нами с учетом

новых данных для Si02(AM)=

—203,33).

Образование А 1 (О Н )з (П).

Принимаем а з+ =Ю ~3,47. По урав­

нению

lg a Ai3+ =

9 ,6 6 -3 p H .

(31)

Ионы

Концент­

Коэффициент активности (уравнение 28)

Логарифм активности (—lg а)

Коэффициент

Логарифм ак­

Относител ь-

при

при

рация

активности

тивности

ное расхожде­

п10~*.

(уравнение 29)

(—lg а) при

ние по фор­

ыоль/л

25°С

60°С

9(ГС

25°С

бО’С

90°С

при 60°G

60’С

мулам

ний предел

рН = 3,7. Дальнейший

расчет

аналогичен предыду-

щему

Д ^ ац он) =

4,73 4 - AZakoh),(ало =

4,73—271,9 = —267,17 ккал.

о ( в )

По данным М. Ермолаева (1966),AZakohj

= — 261,8 ккал.

__

3(в)

_

Образование Fe(OH)3(n). Принимаем а Feз+=

10—3’94. По урав-

нению

lg a Fe3+ =

4,8 4 —ЗрН.

(32)

(Справочник химика, т. III, 1964)

рН = 2,93.

В нашем случае верх­

ний предел pH = 3,7.

Аналогичными расчетами для

Mg (ОН)2(В)

получено

значение

A Z Mg(0H)0(B) = — 195,72 ккал.

Поданным М. Ермолаева, AZMg(OH)2(

^

200,0 ккал.

Относительное расхождение

полученных

данных с

данными

1. Гиббсит

2А13++6Н 20 =

А1,03 • ЗН20+6Н +

(33)

[Н+]°

Ю — °6 - 22

1 0 - 1 9 .2 S , AZ% =

26,30

K r

Ю-6.9-1

[А13 -Д -

AZr°H66. = —230,0—340,14+26,30 = —543,84

ккал.

зема (A Z °= —543,8 ккал) по И. Карпову и др.

(1968).

По этим же данным, но для реакции

H2AloSigOB-г Н20 = А120 3-ЗН20 +

2Si02(B)

(34)

каолинит

гибб.снт

K r = Ю-5 ’42; AZR = 7, 39 ккал; AZrH66. =

— 546,84 ккал.

По И. Карпову AZrn06=

—545,7 ккал.

По-видимому, гиббсит .нужно рассматривать как продукт

выщелачивания силикатов,

а его аморфная разновидность

может

образовываться в процессе

гидратации при увеличении pH

раст­