Представление минеральных равновесий




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Представление минеральных равновесий

Представление минеральных равновесий

07.09.2017


Для изображения диаграмм минеральных равновесий различные авторы используют широкий спектр переменных параметров — давление, температуру, мольную долю, моляльность, Eh, pH, фугитивность, активность, химический потенциал. Сейчас ситуация именно такая, хотя при совместных усилиях исследователей этот набор переменных, вероятно, мог бы стать более ограниченным. Все диаграммы должны подчиняться правилу фаз, так же как и конкретным соотношениям стабильности фаз, следовательно, топология (конфигурации дивариантных полей, моновариантных линий и инвариантных точек) диаграмм с совершенно различными переменными должна быть эквивалентна.

Нa рис. 5.5 показаны некоторые стабильные соотношения в системе Al2O3 — Ka2O — Na2O — SiO2 — HCl — H2O. Нa рис. 5,5, а стабильность твердых фаз в присутствии кварца и водного раствора изображена с помощью мольных долей Al2O3, KAlSi3O8 и NaAlSi3O8 как конечных членов рядов твердых растворов. Эта диаграмма полезна для описания твердых фаз, в том числе и твердых растворов этих фаз, но она не дает никакой информации о составе сосуществующих с ними водных растворов. На рис. 5.5, б те же данные показаны с помощью только двух координатных осей — отношений молекулярных количеств K2O и Na2O к Al2O3.
На рис. 5.5, в та же информация выражена графически через Ig a Na2O и Ig аK2O. На границе между двумя фазами, такими, как пирофиллит и мусковит, добавление K2O к пирофиллиту приводит к образованию мусковита и кварца:

Если пирофиллит, мусковит, кварц и вода присутствуют в качестве существенно чистых конечных членов, то активность K2O есть функция только температуры. Из-за существования твердого раствора натрия в мусковите при относительно высоких значениях a Na2O активность мусковита становится меньше единицы, и поэтому при возрастании aNa2O эта граница смещается в сторону более низких значений аKa2O.
Te же соотношения показаны на рис. 5.5, г с помощью переменных параметров водных растворов — в координатах аNa+/аH+— aK+/aH+. Аналогичная роль отношения аK+/аH+ и значений аKa2O видна из соотношения

В водных растворах активность воды равна примерно 1, поэтому
Представление минеральных равновесий

Отношение аK+/aH+ может быть оценено по экспериментальным данным, следовательно, результаты экспериментов могут быть изображены количественно на рис. 5.5, г.
Рис. 5.5, д показывает те же соотношения, но в координатах uKа2O—uNa2O. Активность и химический потенциал связаны соотношением

и поэтому рис. 5.5, в—д в основном идентичны, за исключением поправки на множитель 2,3 RT я начальные смещения. Аналогичную диаграмму можно построить в координатах uHK-1 и uHNa-1 (рис. 5.9).
Усложненные фазовые диаграммы могут быть существенно упрощены принятием допущения о том, что некоторые фазы (как правило, пар, или флюидная фаза, или обычные шильные минералы, такие, как кварц или кальцит) присутствуют «в избытке». При графическом изображении это сводится к проектированию поля этой фазы (или нескольких фаз) на каждое поле диаграммы. Такое проектирование поля чистой фазы, присутствующей в избытке, соответствует произвольному фиксированию в системе одного из химических потенциалов (активностей) — химического потенциала именно той фазы, которая выбрана в качестве компонента. Аналогичным образом можно упростить топологию фазовых диаграмм, произвольно фиксируя какие-либо другие термодинамические переменные, например P или T, как это подразумевается в минералогическом правиле фаз Гольдшмидта. Тогда для дальнейшего упрощения топологии диаграммы одна или несколько химических переменных могут быть переведены из разряда «внутренне буферированных», «инертных» или «исходных» в «контролируемые извне», «подвижные» или «граничные».