1、第七章 水溶液地球化学 第一节 水和水圈第二节 水溶液和絡合作用第三节 矿物在水中的溶解和沉淀第四节 氧化和还原作用第五节 水溶液矿物界面 第七章 水溶液地球化学 第一节 水和水圈一 水的分子结构和键合特征二 水的性质三 高温高压下的水四 水圈的组成五 天然水的类型、特征和分布第七章 水溶液地球化学 第二节 水溶液和络合作用 一 酸和基二 水的离解和 pH值三 CO2在水中的溶解和酸的离解四 水解作用五 海水的 pH缓冲六 水溶物种和离子的水合七 络合作用和络合物第七章 水溶液地球化学 第三节 矿物在水中的溶解和沉淀 一 溶解和溶解度二 碳酸盐和硫酸盐矿物的溶解和沉淀三 SiO2矿物的溶解和沉
2、淀四 卤水和蒸发岩第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度如果我们把无水石膏晶体 CaSO4 (c) 放在水中搅拌，晶体就开始溶解，离解成自由的阳离子 Ca2+ 和阴离子 SO42-CaSO4 (c) = Ca2+ + SO42- (7-24)过了一段时间，溶液中 Ca2+ 和 SO42- 已达到饱和，再增加任何数量的固体 CaSO4， 自由离子 Ca2+、 SO42- 的浓度就不会再增加，这时已达到平衡，其平衡常数为K24 = Ca2+SO42- / CaSO4(c)第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度固体 CaSO4离子化的速度，主要取决于固体（晶体）的表面积，如果晶体的颗粒度足够小并
3、保持搅拌，其表面积的作用基本相等。因此，在实际效果上，固体的浓度是相等的。所以，在水溶液地球化学的热力学计算中，把纯固体的浓度看作等于 1。换句话说，与水一样，是把它的作用放在平衡常数里考虑。这样，上述平衡常数就可表达为K24 = Ca2+SO42-当 T = 25 、 P = 1105Pa时，K24 = 3.410-5 = 10-4.46第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度在本例中，达到平衡时有 10-2.23或 5.8 10-3 mol/L的 CaSO4晶体被离解，生成的 Ca2+和 SO42-两种离子浓度同样为 10-2.23或 5.8 10-3 mol/L， 我们把在达到平衡时单位
4、体积溶液中可溶解的固体的摩尔数，称为该固体的溶解度（ Solubility）。 由于矿物溶解时的平衡常数是生成离子溶解度的乘积，因此该常数又称溶度积常数 Ksp（ Solubility product）。 第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度显然，平衡常数与溶解度的关系可表达为K = (溶解度 ) n, 或溶解度 = K (1/ n)式中， n为单位分子离解后生成的离子数，本例中 n = 2。第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度在萤石溶解时， CaF2 = Ca2+ + 2F- (7-25) 离解后生成一个 Ca2+ 和两个 F- ， n = 3。 在 25 时，萤石的溶度积常数为 Ksp = 10-10.4， 由于萤石溶解时， F- = 2Ca2+ K25 = Ca2+F-2 = 10-10.4 = 4Ca2+3 ， Ca2+ = 10-3.7 ，所以，在 25 时，萤石的溶解度为 10-3.7 mol/L或 2.0 10-4mol/L。 第七章 水溶液地球化学 一 溶解和溶解度下面我们来计算在 CaCO3H2O体系中， T = 25 和与大气CO2相平衡的条件下，求该体系各主要水溶组分的浓度。
