中国地质大学(北京) 水资源与环境学院第三章地下水化学成分形成的水-岩相互作用中国地质大学(北京) 水资源与环境学院 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中国地质大学(北京) 水资源与环境学院 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-沉淀作用中国地质大学(北京) 水资源与环境学院一、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中国地质大学(北京) 水资源与环境学院 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) 活度中国地质大学(北京) 水资源与环境学院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中国地质大学(北京) 水资源与环境学院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. 中国地质大学(北京) 水资源与环境学院活度和真实浓度(实测浓度)之间的关系 iiimra?为 i 离子的活度; 为活度系数( <1 ) 为 i 离子摩尔浓度( mol/L ) ia im ir 中国地质大学(北京) 水资源与环境学院 2、活度系数 r i( 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 H 2O)的活度为 1。中国地质大学(北京) 水资源与环境学院在实际应用中, 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 H 2O)的活度为 1。 ir2、活度系数 r i( activity coefficient)
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