Головна

Квиток 3. Форми вираження концентрації речовин в підземній воді, породі і повітрі. Перерахунки з однієї в іншу. Іонна сила розчину. Коефіцієнти активності іонів.

  1. A) Діяльність банків на міжнародній економічній арені.
  2. A) Організаційна
  3. Amp; 27. Реформи Петра I: початок модернізації Росії.
  4. Amp; 51. Буржуазні реформи 60-70-х років XIX століття і. їх значення.
  5. B) Координаційна
  6. C) однієї тисячі рублів
  7. I ТЕХНІКО-ЕКСПЛУАТАЦІЙНА ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГІОНУ ДОРОГИ

ПІДЗЕМНА ВОДА.Найбільш частою в підземних водах є ваго-об'ємна (С), Що виражаються в грамах, міліграмах або микрограммах розчиненої речовини на 1 літр розчину (підземної води). Для дослідження хімічних взаємодій більш зручні молярность (M), Що виражається в кількості грам-молей речовини на 1 л розчину, і нормальність (N) Для іонів у вигляді кількості грам-еквівалентів речовини в 1 літрі розчину. Очевидно, що C, M и N пов'язані простими співвідношеннями

C = AM; N = z M.

У зв'язку з тим, що обсяг розчину залежить від температури, тиску і складу, для термодинамічних розрахунків найзручніше вираз концентрації у вигляді молекулярний (m), Яка дорівнює кількості молей речовини, що припадає на 1 кг H2O.

Зв'язок з попередніми висловлюваннями концентрацій тут складніше, необхідно знайти масу чистої води в одному літрі розчину.

m = M / P?; P? = ?b -?AM = ?b -?C

де P? - маса води в 1 л розчину в кг; A - Атомний або молекулярний вагу речовини в кг / моль; ?b - Щільність розчину в кг / л.

В свою чергу: M = P? m ; P? = ?b / (1 + ?Am) , А суми ?AM и ?C беруться для всіх речовин розчинених у воді.

Крім того, вживаються вираження концентрації у вигляді формальності (F), Яка визначається як відношення кількості молей речовини до одного кілограму розчину, і мольной частки (X) H кількість молей речовини, віднесене до кількості молей всіх речовин розчину. Остання розмірність застосовується як для твердих, так і для газових і рідких розчинів.

При дослідженні фізико-хімічних процесів (рівновага кінетика реакцій, дифузія) відзначається невідповідність теоретичних закономірностей взаємодії речовин експериментальним результатам. Для компенсації цього ефекту використовуються діючі концентрації речовин - активності ai = ?imi, Де ?i - коефіцієнт активності i-го речовини. Далі, для зручності деяких записів будемо так само використовувати широко прийнято позначення [i] ([i] = ai), Наприклад [NaCl] =aNaCl. Для іонів коефіцієнт активності визначається з теоретичної моделі Дебая-Хюккеля (Дебая-Гюккеля) і її різновидів (Девіса, Пітцера і ін.). Загальний вигляд моделі Дебая-Хюккеля:

;

 (Моль?кгH2O)1/2K3/2;

 см-1моль-1/2(K?кгH2O)1/2;

де Cd - Коефіцієнт рівняння, експериментально визначається для кожного

електроліту (моль-1кгH2O), z - Валентність іона, a0 - Радіус гідратованого іона, ?- щільність чистої води, ?- діелектрична постійна чистої води, T - Абсолютна температура, I - Іонна сила розчину, що визначається за рівнянням Люїса-Рендала у вигляді I = 0,5? m i z i 2

ПОРОДА.Найчастіше концентрація компонента в породі використовується для вираження або малої кількості власного мінералу в породі (наприклад, кальцит в піску), або в складі твердого розчину (наприклад, стронціаніт в кальциті), або в складі обмінного комплексу (сорбованих катіон). У практиці лабораторного аналізу концентрація виражається у вигляді маси компонента, віднесеної до маси сухої породи (ваговій%, мг / кг та ін.). результати силікатної и карбонатного аналізів часто даються у вигляді концентрації їх оксидів (CaO, MgO, CO2, Na2O і ін.), вираженою в вагових відсотках. Вони характеризують валовий склад породи, не визначаючи окремо мінерали.

Для вирішення завдань міграції підземних вод часто використовуються такі вирази концентрацій:

- Масова (NM) - Представляє собою кількість маси компонента в одиниці

маси всієї породи (мг / кг, моль / кг,% і т.п.);

- Об'ємна по породі (NV) - Кількість маси компонента в одиниці об'єму породи (мг / л породи = мг / дм3, ммоль / л породи і т.п.);

- Об'ємна по воді (NW) - Кількість маси компонента в обсязі породи, що вміщає 1 л води (мг / л парової води, ммоль / л парової води).

Співвідношення між концентраціями наступне:

NV = NM? ?R = NM? ?S(1 - nc)

NW = NV/n = NM? ?R/n = NM? ?S(1 - nc) /n,

де ?R - Щільність породи, ?S - Щільність скелета, nc - Загальна пористість, n - Пористість доступна для міграції або загальна пористість за вирахуванням закритих пір. Для концентрації компонента в твердій фазі найчастіше використовується два

позначення N або q, А для активності N або X. Однак, часто символом X позначається молярна частка компонента.

Порода є сукупністю мінералів. Кожен мінерал представляє власну тверду фазу, тому концентрація мінералу в його власній твердій фазі дорівнює 1 (моль / моль). У породі, відповідно, концентрація компонента розраховується за його масі у всіх мінералах. У кожної індивідуальної фазі - мінерал концентрація компонента може мати сенс при існуванні твердого розчину, Наприклад стронціанітом SrCO3 в кальциті CaCO3. Активність компонента в твердій фазі визначається аналогічно активності в розчині. Зазвичай коефіцієнт активності в твердій фазі позначається буквою ?. Найбільш проста схема твердого розчину розглядає мінерал з домішкою як ідеальний бінарний розчин. В

І тут передбачається, що активність складових мінералу дорівнює їх Мольн часток (X - Для мінералу-домішки).

ПОВІТРЯ

Повітря (суміш газів в породах) найчастіше розглядається як ідеальний розчин, активність кожного компонента - газу якого дорівнює мольної частці газу в повітрі. Активність, звана іноді фугітівності, Ідеального газу дорівнює тиску (бар). Для стандартних тиску (1 бар) і температури (25 ° C) вона дорівнює одиниці. Зазвичай активність газу вважається рівною його парціальному тиску P, наприклад P(O2), незалежно від величини загального тиску. При зростанні тиску активність його починає відрізнятися від тиску і описується залежністю a = ?P, Де ?- коефіцієнт активності (фугітівності) газу. Концентрація газу в повітрі іноді виражається в молях або грамах на кубометр. В ідеальній газової суміші вона розраховується на підставі рівняння Менделєєва-Клапейрона, наприклад для кисню:

 , де R - Універсальна газова постійна 8,3145 Дж / моль / К, X(O2) - молярна частка кисню.



Квиток 1. Вода: ізотопний склад, структура, дисоціація, аномалії. Основні групи складу підземних вод (макро-, мезо-, мікрокомпоненти, гази, орг. Речовина, мікрофлора). | Квиток 4. Гідрогеохімічна система і її характеристики.

квиток 5 | Лужно-кислотні умови вод. | Квиток 6. Вуглекислий газ. Концентрація в повітрі. Розчинення. Розрахунок концентрацій похідних компонентів в залежності від pH. | Сорбція. Проста модель однокомпонентної сорбції. Ізотерми сорбції. Оцінки сорбційної ємності дисперсних порід. Сорбція органічних речовин і мікроорганізмів. Біоплівки. | Окислення сульфідів на прикладі піриту Кінетика окислення піриту. Механізм уповільнення швидкості окислення. | КІНЕТИКА ОКИСЛЕННЯ ЧИСТОГО пірит | МЕХАНІЗМ уповільнення окислювання | РОЗЧИНЕННЯ | виморожування | ГІДРОБІОХІМІЧЕСКІЕ ПРОЦЕСИ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати