【摘要】:研究表明,矿物的溶解作用受到表面反应和扩散迁移这两个方面的控制。表6.3.1部分常见矿物溶解速率机理统计一般,对于多相反应动力学,矿物的溶解速率:式中:kmine为矿物的溶解速率常数;Amine为矿物的表面积;V 为和矿物相接触的溶液的体积;vmine,i为1mol矿物mine中第i 种物质的摩尔数;ci为仅由矿物mine而来的物种i 的浓度;dci/dt 为仅由矿物mine而来的组分i 的浓度的时间变化率。
研究表明,矿物的溶解作用受到表面反应和扩散迁移这两个方面的控制。如果溶解作用的其他动力学过程都快于化学反应速率,则溶解作用受“表面控制(surface controlled)”;如果其他动力学过程都快于扩散速率,则溶解作用受“扩散控制(diffusion controlled)”。一般而言,溶解度小的矿物的溶解受表面控制,溶解度大的矿物的溶解则受扩散控制。自然界中,部分常见矿物的溶解度及反应机制见表6.3.1(中国科学院地球化学研究院,2000)。
表6.3.1 部分常见矿物溶解速率机理统计
一般,对于多相反应动力学,矿物的溶解速率:
式中:kmine为矿物的溶解速率常数;Amine为矿物的表面积;V 为和矿物相接触的溶液的体积;vmine,i为1mol矿物mine中第i 种物质的摩尔数(化学计量数);ci为仅由矿物mine而来的物种i 的浓度;dci/dt 为仅由矿物mine而来的组分i 的浓度的时间变化率。(www.daowen.com)
kmine依赖于pH值、T、ci以及溶液中其他组分的浓度而变,其中pH 值和热力学温度T 是影响溶解速率的两个最重要的参量。矿物溶解速率常数和pH值的关系可由实验确定:
矿物溶解速率常数对T 的依赖关系服从Arrhenius方程:
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