Поля - устойчивость
Cтраница 3
Приводится Р-i-диаграмма фазовых соотношений в системе, построенная по термодинамическим данным, а также схематическая Р - - диаграмма, показывающая поля устойчивости минеральных ассоциаций в зависимости от температуры и давления. [31]
 |
Упрощенная диаграмма Пурбэ для железа ( температура 25 С. [32] |
Это уравнение действительно при температуре 25 С и давлении 1 ат. Графически оно интерпретируется при помощи диаграмм Пурбэ, построенных в координатах рН - Е н, на основании термодинамических расчетов, определяющих устойчивость различных окисленных и восстановленных форм. Кроме линий, разделяющих поля устойчивости этих форм, на диаграмме нанесена сеть прямых гН, определяющих окислительно-восстановительное равновесие воды. При гН27 7 вода нейтральна, между 27 7 и 41 7 обладает окисляющими свойствами, между 27 7 и О - восстанавливающими. [33]
Границами поля служит устойчивость воды, определяемая выделением из нее кислорода при высоком Eh и водорода при низком Eh. Окислительно-восстановительные условия характеризуются значением Eh, связанным с доминирующей в данных условиях окислительно-восстановительной парой. Поскольку микроорганизмы получают энергию от окислительно-восстановительных реакций, возможность их развития зависит от Eh среды. В координатах Eh - рН для веществ вычислены термодинамические поля устойчивости. Хемотрофный организм может развиваться в области термодинамической устойчивости продукта реакции катаболизма и метастабильности субстрата. [34]
Довольно сложной является Р - Т - проекция. В этом случае известно также и парциальное давление кислорода ро2 вдоль трехфазной линии. На такой диаграмме отсутствуют сложные участки, связанные с появлением минимума давления и перекрыванием фазовых полей. Поэтому проекция ро - Т намного проще, и поля устойчивости соединений достаточно хорошо разделены. [35]
В этой главе под диаграммой состояния системы мы будем подразумевать диаграмму, по координатным осям которой отложены два из интенсивных факторов равновесия системы, например - температура и давление, или же концентрации, или химические потенциалы двух из ее компонентов. Под названием системы понимаете я, как обычно, совокупность определенных фаз, обладающая, согласно правилу фаз, определенным числом степеней свобод, в зависимости от числа рассматриваемых фаз, числа слагающих компонентов и характера наложенных на систему условий. Так, например, моновариантная система обладает одной степенью свободы, в соответствии с чем условия ее равновесия на диаграмме состояния изображаются линией. Нонвариантной системе ( число степеней свобод п 0) на диаграмме состояния соответствует определенная точка. Условия равновесия нонвариантной системы вместе с входящими в нее частными моновариантными и дивариантными системами изображаются на диаграмме состояния пучком линий, разграничивающих поля устойчивости дивариантных ассоциаций фаз системы. Приложение правила фаз Гиббса к таким системам дает для них отрицательное число степеней свобод. Одновременное равновесное сосуществование всех фаз такой системы невозможно. Такие системы с отрицательным числом степеней свобод мы будем условно называть в этой главе мультисистемами. Фиг 81 представляет пример диаграммы состояния муль-тисистемы с п - 1, на чем мы остановимся далее. [36]
Основным продуктом гетерогенных окислительно-восстановительных процессов, протекающих с участием соединений железа, является его гидроокись. Как было показано нами ранее, гидроокись железа является метастабильным осадком в метаморфизованных подземных водах I подзоны. В условиях, близких к термодинамическому равновесию, происходит кристаллизация Fe ( OH) 3, в результате которой сначала образуется гетит, а затем гематит или магнетит. Указанные условия обычно отмечаются в зоне поршневого вытеснения водоносного пласта при т В лет и t 7 - 40 С или при т 5 лет и t 25 С. На рис. 37 приведены диаграммы, отражающие два крайних состояния динамического равновесия метаморфизованных подземных вод I подзоны с осажденной гидроокисью и продуктами ее кристаллизации; показаны поля устойчивости техногенных осадков железа и его миграционных форм ( на рис. 37, б границы между FeOH2 и Fe2O3, FeOH и Fe2O3 проведены по изолиниям активности указанных миграционных форм, равным 10 - 8 моль / кг): отмечены контуры рН - Eh условий формирования природных и метаморфизованных подземных вод. В целом рисунок позволяет сделать следующие выводы. Гидроокись железа действительно является приоритетным метастабильным техногенным осадком метаморфизованных подземных вод. Диапазон условий ее устойчивости в метаморфизованных водах более широк, чем в природных водах. Наиболее устойчивым кристаллическим осадком железа является гематит. Поле гематита на рис. 37, б значительно преобладает над полем магнетита. Скорость кристаллизации осадка гидроокиси железа находится в прямой зависимости от температуры. [37]
 |
Кривая разложения тремолита, ( Бойд, 1961. [38] |
Исследования тремолита проводились на синтетических обрита, полученных и. Оказалось, что рассматриваемый минерал с трудом образует кристаллические зародыши. Для повышения содержания тремолита в продуктах синтеза опыты проводились путем нагревания смеси окислов или измельченного стекла с синтетическим субмикроскопическим тремолитом в течение недели при температуре 500 - 600 С и давлении водяных паров 1000 - 2000 бар. Из рисунка видно, что тремолит устойчив до 800 при давлении пара в 500 бар и до 870 при давлении пара в 2000 бар. Выше предела своей устойчивости он разлагается на пироксен и кварц. Отмечается, что тремолит, выдержанный внутри поля устойчивости, перекристаллизовывает-ся, и его кристаллы постепенно растут за счет пироксена и кварца. [39]
Страницы: 1 2 3