П р е д и с л о в и е. И. Д. Рябчиков, В. В. Щербина | 5 |
Предисловие редактора американского издания. К. Кронис | 8 |
Предисловие авторов | 11 |
|
Г л а в а 1. Введение | 13 |
|
УРАВНЕНИЯ КАК ОСНОВА ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ | — |
ЕДИНИЦЫ КОНЦЕНТРАЦИИ | 14 |
АКТИВНОСТЬ — СТАНДАРТНОЕ СОСТОЯНИЕ | 16 |
ЗАКОН ДЕЙСТВИЯ МАСС И КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ | 17 |
СТАНДАРТНАЯ СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ΔFºобр | 18 |
СТАНДАРТНАЯ СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ РЕАКЦИИ И КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ | 19 |
ТИПЫ РЕАКЦИЙ | — |
Реакции только между твёрдыми веществами | — |
Реакции с участием только твёрдых веществ и почти чистой воды | 21 |
Реакции с участием газовой фазы | — |
Реакции с участием растворённых компонентов | 22 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 27 |
УПРАЖНЕНИЕ | 28 |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
|
Г л а в а 2. Соотношения между активностью и концентрацией | 29 |
|
ГАЗЫ | 30 |
Чистые газы | — |
Смеси газов | 34 |
Выводы по разделу «ГАЗЫ» | 36 |
РАСТВОРЫ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ | — |
Идеальный раствор | 37 |
Неидеальное поведение | 43 |
Твёрдые растворы и расплавы | 47 |
Выводы по разделу «РАСТВОРЫ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ» | 52 |
ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ | — |
Активность и коэффициент активности | 53 |
Соотношения растворимости и активности | 56 |
Ионная сила | 58 |
Коэффициенты активности индивидуальных ионов | 60 |
Коэффициент активности и теория Дебая-Хюккеля | 61 |
Некоторые коэффициенты активности ионов, определённые |
среднесолевым методом и по теории Дебая-Хюккеля | 63 |
Активность воды в растворах электролитов | 64 |
Коэффициенты активности нейтральных молекул в растворах |
электролитов | 66 |
Выводы по разделу «ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ» | 69 |
УПРАЖНЕНИЯ | 70 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 71 |
|
Г л а в а 3. Равновесия карбонатов | 73 |
|
ОБЩАЯ СХЕМА РЕШЕНИЯ ВОПРОСА О РАВНОВЕСИИ КАРБОНАТОВ | 74 |
Случай первый. CaCO3 в чистом виде | 75 |
Случай второй. Система карбонат кальция — вода при постоянном |
внешнем давлении CO2 | 79 |
Случай третий. Система с постоянной суммой растворённых |
карбонатных компонентов при произвольно выбранном значении pH | 81 |
Случай четвёртый. Система, находящаяся в равновесии с |
кальцитом, при данном PCO2 и при произвольном |
значении pH | 82 |
Случай пятый. Равновесие в системе с водой, первоначально |
открытой для атмосферного CO2, а затем после добавления CaCO3 | 84 |
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАВНОВЕСИЕ КАРБОНАТОВ | 85 |
ВЛИЯНИЕ ТВЁРДОГО РАСТВОРА НА КАРБОНАТНЫЕ РАВНОВЕСИЯ | 86 |
ВЫВОДЫ | 87 |
УПРАЖНЕНИЯ | 88 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 88 |
|
Г л а в а 4. Комплексные ионы | 89 |
|
ВВЕДЕНИЕ | — |
ИОННЫЕ ПАРЫ | — |
КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ ИОННЫХ ПАР | 91 |
ХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОРСКОЙ ВОДЫ | 95 |
Коэффициенты активности различных компонентов в морской воде | 96 |
РАСЧЁТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ В МОРСКОЙ ВОДЕ | 98 |
ОБСУЖДЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МОРСКОЙ ВОДЫ | 100 |
КОМПЛЕКСНЫЕ ИОНЫ В РАССОЛЕ | 101 |
КОМПЛЕКСЫ С ВТОРОСТЕПЕННЫМИ КОМПОНЕНТАМИ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ | 103 |
Трёхвалентные катионы | — |
Двухвалентные катионы | 104 |
Четырёхвалентные катионы и катионы более высокой валентности | 105 |
Одновалентные катионы | 106 |
Выводы | — |
ВЛЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ОБРАЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСОВ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ | 108 |
ВЫВОДЫ | 110 |
УПРАЖНЕНИЯ | 111 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | 112 |
|
Г л а в а 5. Измерение Eh и рН | 113 |
|
ИЗМЕРЕНИЕ pH | — |
Определение понятия pH и техника проведения измерений | 113 |
Эталонные растворы со стандартным pH | 115 |
Точность измерения величины pH | — |
Стеклянный электрод | 116 |
Эталонный электрод | 117 |
Меры предосторожности при определении pH | 118 |
Определение pH в природных средах | 119 |
ИЗМЕРЕНИЕ Eh | 121 |
Определение понятий. Принятые условия и методика | — |
Электроды, предназначенные для измерения Eh | 124 |
Меры предосторожности при измерениях Eh | 125 |
Замеры Eh в природных средах | — |
ИЗМЕРЕНИЕ АКТИВНОСТИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ИОНОВ | 127 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ Э.Д.С. | 129 |
ИЗМЕРЕНИЕ Э.Д.С. ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ДАВЛЕНИЯХ | — |
ВЫВОДЫ | 130 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | 131 |
|
Г л а в а 6. Диаграммы парциального давления | 132 |
|
УСТОЙЧИВОСТЬ ВОДЫ | — |
УСТОЙЧИВОСТЬ ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА | 134 |
ДИАГРАММА PO2 — PCO2 | 137 |
Система Fe — O2 — CO2 | — |
Система Cu — CO2 — O2 | 140 |
ДИАГРАММА PO2 — PS2 | 142 |
Система Fe — O2 — S2 | — |
Система Cu — S2 — O2 | 144 |
ДИАГРАММА PO2 — PCO2 — PS2 | — |
Система Fe — O2 — CO2 — S2 | — |
Система Cu — O2 — CO2 — S2 | 146 |
НАЛОЖЕНИЕ ДИАГРАММ | 147 |
Система Fe — Mn — O2 — S2 | — |
Система Fe — Mn — O2 — CO2 | 148 |
Система Fe — Cu — O2 — S2 | — |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 152 |
УПРАЖНЕНИЯ | 153 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
|
Г л а в а 7. Диаграммы Eh-рН | 154 |
|
ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММ Eh-рН | 155 |
УСТОЙЧИВОСТЬ ВОДЫ | 156 |
УСТОЙЧИВОСТЬ ОКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА | 159 |
СООТНОШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ГИДРООКИСЛОВ ЖЕЛЕЗА | 160 |
АКТИВНОСТИ ИОНОВ В РАВНОВЕСИИ С ОКИСЛАМИ ЖЕЛЕЗА | 163 |
Сводная диаграмма | 169 |
ВЛИЯНИЕ CO2 НА СООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ |
ЖЕЛЕЗО-ВОДА-КИСЛОРОД | 172 |
Устойчивость как функция PCO2 | — |
Устойчивость как функция ΣCO2 | 175 |
ВЛИЯНИЕ СЕРЫ НА СООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЖЕЛЕЗО-ВОДА-КИСЛОРОД | 182 |
Устойчивость как функция ΣS | 183 |
Соотношения устойчивости пирротина и пирита | 186 |
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ МИНЕРАЛАМИ ЖЕЛЕЗА В ВОДЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ |
CO2 И СЕРУ | 191 |
ВЛИЯНИЕ ПРОЧИХ КОМПОНЕНТОВ, НАПРИМЕР КРЕМНЕЗЁМА, НА СООТНОШЕНИЯ |
В СИСТЕМЕ ОКИСЛОВ И СИЛИКАТОВ ЖЕЛЕЗА | 192 |
ПЕРЕХОД ОТ ДИАГРАММ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ К ДИАГРАММАМ Eh-рН | 195 |
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ, ПОСВЯЩЁННОМУ СООТНОШЕНИЯМ МЕЖДУ |
МИНЕРАЛАМИ ЖЕЛЕЗА | 195 |
ДИАГРАММА Eh-рН ДЛЯ ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ | 196 |
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ, ПОСВЯЩЁННОМУ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ |
ДИАГРАММ Eh-рН | 214 |
Данные по свободной энергии | — |
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ | 216 |
ДИАГРАММЫ СПРАВЕДЛИВЫ ТОЛЬКО ДЛЯ РАССМОТРЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ | 217 |
ПЕРЕХОД ОТ АКТИВНОСТИ К РАСТВОРИМОСТИ | 218 |
УПРАЖНЕНИЯ | 219 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 219 |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | 220 |
|
Г л а в а 8. Ионный обмен и чувствительные к ионам электроды | 222 |
|
ВВЕДЕНИЕ | — |
КАТИОННЫЙ ОБМЕН | 223 |
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ИОННОГО ОБМЕНА НА ОСНОВЕ ЗАКОНА ДЕЙСТВИЯ МАСС | 226 |
Двухкатионный обмен | — |
НЕКОТОРЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В |
КАЧЕСТВЕ КАТИОНОВ | 229 |
Неэквивалентные связующие места | — |
Разрушение отрицательно заряженной решётки | 230 |
ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ КАТИОНООБМЕННИКОВ | 231 |
КАТИОННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ | 232 |
Введение | — |
Катиониты как катионные электроды | 233 |
Типы мембранных электродов | 235 |
Уравнения для катионных электродов | 236 |
СТЕКЛЯННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ | 242 |
pH-электрод | — |
Стеклянные электроды, чувствительные к ионам щелочных металлов | 243 |
ГРАДУИРОВКА И ПРИМЕНЕНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ К КАТИОНАМ СТЕКЛЯННЫХ |
ЭЛЕКТРОДОВ | 244 |
Вывод электронного уравнения для двух катионов | — |
Определение активностей двух катионов посредством одновременного |
применения двух электродов | 246 |
Выводы | 248 |
УПРАЖНЕНИЯ | 249 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 251 |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
|
Г л а в а 9. Влияние температуры и давления на равновесия | 253 |
|
ВВЕДЕНИЕ | — |
ВЕЛИЧИНА СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ КАК ФУНКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ | — |
Третий закон термодинамики | 254 |
Функция свободной энергии | 261 |
Наклон линии ΔFºреакции на графике относительно T | 264 |
Изменения свободной энергии и типы реакций | 265 |
Аналитическое и графическое изображение зависимости ΔFºреакции |
от температуры | 268 |
Некоторые диаграммы парциального давления при повышенных |
температурах | 272 |
Ионные равновесия как функция температуры | 274 |
Выводы по разделу «ВЕЛИЧИНА СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ КАК ФУНКЦИЯ |
ТЕМПЕРАТУРЫ» | 275 |
СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ФУНКЦИЯ ДАВЛЕНИЯ | — |
Некоторые общие рассуждения | — |
Мольный объём как функция температуры | 278 |
Мольный объём и ΔFºреакции как функция давления | — |
Выводы по разделу «СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ФУНКЦИЯ ДАВЛЕНИЯ» | 279 |
СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ФУНКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ ОДНОВРЕМЕННО | — |
Необходимые термодинамические предпосылки | — |
Случай с конденсированными фазами | 280 |
Наклон и положение кривой P-T | 282 |
Константа равновесия | 283 |
Ионные равновесия | 286 |
Уравнения Ван-Гоффа | 288 |
Выводы по разделу «СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ФУНКЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И |
ДАВЛЕНИЯ ОДНОВРЕМЕННО» | 289 |
УПРАЖНЕНИЯ | 290 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 291 |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | 292 |
|
Г л а в а 10. Комбинированные диаграммы | 293 |
|
ДИАГРАММЫ, СОСТАВЛЕННЫЕ ГЛАВНЫМ ОБРАЗОМ ДЛЯ СИЛИКАТОВ | — |
СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ КАОЛИНИТОМ И ГИББСИТОМ | — |
СООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ ГИББСИТ-КАОЛИНИТ-СЛЮДА-ПОЛЕВОЙ ШПАТ | 298 |
СООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ |
АЛЬБИТ-АНАЛЬЦИМ-МОНТМОРИЛЛОНИТ-КАОЛИНИТ-ГИББСИТ | 300 |
СООТНОШЕНИЯ В СИСТЕМЕ K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O | 301 |
ДИАГРАММА ДЛЯ СИЛИКАТОВ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ | 302 |
ДИАГРАММЫ ДЛЯ СИСТЕМ С УЧАСТИЕМ КАРБОНАТОВ И СУЛЬФАТОВ | 307 |
НЕКОТОРЫЕ СООТНОШЕНИЯ В СИCТЕМЕ Na2O-CO2-H2O | 307 |
НЕКОТОРЫЕ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ КАРБОНАТАМИ И СУЛЬФАТАМИ МЕДИ | 309 |
НЕКОТОРЫЕ СООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ КАРБОНАТАМИ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ | 311 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 312 |
УПРАЖНЕНИЯ | — |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 313 |
Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А | — |
|
Г л а в а 11. Некоторые возможности применения диаграмм |
устойчивости минералов в геологических исследованиях | 314 |
|
ЕСТЕСТВЕННЫЕ ПРЕДЕЛЫ ЗНАЧЕНИЙ Eh И pH | — |
ОСАДОЧНЫЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ РУДЫ | 317 |
ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ МАРГАНЦА | 319 |
ОКИСЛЕНИЕ И ВТОРИЧНОЕ ОБОГАЩЕНИЕ РУД | 321 |
Выветривание месторождений урана в песчаниках | — |
Окисление сульфидных руд | 324 |
СРЕДА МОРСКИХ ХИМИЧЕСКИХ ОСАДКОВ | 327 |
СРЕДА РУДООТЛОЖЕНИЯ | 328 |
Л И Т Е Р А Т У Р А | 330 |
|
Приложение | 332 |
Предметный указатель | 365 |