第三章 地下水化学成分形成的水-岩相互作用.ppt

第三章
地下水化学成分形成的
水-岩相互作用
溶解-沉淀作用
吸附作用
氧化-还原作用
混合作用
影响地下水化学成分的主要因素
目录
一、碳酸平衡
二、溶解作用
三、沉淀作用
四、络合物的计算
五、溶解/沉淀对地下水化学成分的影响
溶解-沉淀作用
一、碳酸平衡
碳循环是地球系统最重要的物质循环之一;
碳酸盐矿物(方解石和白云石)是固体地球分布最广泛的矿物之一;
碳酸盐—水相互作用对地下水化学成分的形成与演化起着重要的控制作用
1、活度(Activity or Activity concentration)
理想溶液:溶液中离子之间或分子之间没有相互作用
If a solution of two species A and B has the properties that the energy of interaction between two A molecules is identical to the energy of interaction between an A molecule and a B molecule, or between two B molecules, the solution will be ideal.
The activities of both species in an ideal solution will equal their concentrations
(一) 活度
理想溶液的理论模型:
各种分子的大小形状相似;
各同种及不同种分子之间的作用势能相近
换句话说,理想溶液中,各离子或分子在反应中都起作用的
地下水是一种多组分的真实溶液,不是理想溶液
在地下水中,离子或分子的行为与理想溶液有一定的差别,水中各种离子或分子之间相互作用(相互碰撞和静电引力),化学反应速度相对减缓,一部分离子在反应中就不起作用了。
因此,用水中各组分的实测浓度进行计算,就会产生一定程度的偏差,为了保证计算的精确度,就必须对水中组分实测浓度加以校正,校正后的浓度就是活度(有效浓度)。活度不等于浓度.
活度和真实浓度(实测浓度)之间的关系
为i 离子的活度;

为活度系数(<1)

为i 离子摩尔浓度(mol/L)
2、活度系数ri (activity coefficient)
在实际应用中,为无量纲系数;活度和浓度的单位相同, mol/L
活度系数一般都小于1,
随水中溶解固体(矿化度)增加而减小;
当水中溶解固体很低时,活度系数趋近于1,活度趋近于实测浓度。
在平衡研究中,固体及纯液体(如H2O)的活度为1。
在实际应用中, 为无量纲系数;活度和浓度的单位相同, mol/L
活度系数一般都小于1,
随水中溶解固体(矿化度)增加而减小;
当水中溶解固体很低时,活度系数趋近于1,活度趋近于实测浓度。
在平衡研究中,固体及纯液体(如H2O)的活度为1。
2、活度系数ri (activity coefficient)