Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Кальций Ca2+ 69,9 CaSO40 25,2 CaHCO3+ 1,46 Ca(SO4)*2- 1,56 CaCO30 0,07 Магний Mg2+ 73,78 MgSO.0 22,64 MgHCO3+
MgCO30
Mg(SOO2'- 1,06
0,04
2,34 Натрий Na+ 97,95 NaSO4- 1,95 Na(SO4),*- 0,05 Сульфат SO42- 69,83 NaSO4- 1,56 CaSO40 MgSO40
Медь
Cu2+ CuOH+ CuSO.0 CuHCO3+ CuCO30 CuCl+ Cu(SO4U2-
Cu(HCOa)20 Cu(CO3)*2-
Марганец
Mn2+ MnSO40 MnHCO3+ MnCO3O
MnCl+
12,83 10,27
15.49 1,36 6,43
19,93
42,48 0.05 0,98 2,38
10,87
67,77 22,02 6,54 0,66 0,08
Mn(SO4J2'- 2,69 Мп(НС03)з° 0,1 Гидрокарбонат HCO3- 78,35 H2CO30 18,13 NaHCO30 0,10 CaHCO3+ 2,07 MgHCO3+ 1,33 Свинец Pb3+ 38,7 PbOH+ 3,39 PbSO40 39,11 PbHCO3+ 3,74 PbCO3O 0,38 PbCl+ 1,89 Pb(SO4),2- 12,29 Pb(HCOa)20 0,06 Хлор Cl- 99,94 1
И, наконец, в рассоле, имеющем химический состав, мг/л: Na 22 366; К 1000; Ca 87 000; Mg 20 500; Fe 1500; Mn 800; Zn 25; Cu 0,5; Pb 0,1; Cl 251 500; SO4 202; НС03+С03 не обн.; pH 4,3;
м Cl 100_
384 Ca61,6Mg24Nal4K0,4
Компоненты находятся в следующих формах:
Кальций
Магний
Медь
Ca2+ CaSO40 .CaCl+ CaCl20
Mn2+
MnCl+
MnCl20
Марганец
Сульфат
NaSO4-
CaSO,0
MgSO4O
30,2 0,1 40,6 29.1
3,0 39.8 57,2
0.6 74,6 24,6
Mg2+ MgSO4= М|С1+ MgCl2O
Zn2+
ZnCl+
ZnCl20
Fe2+
FeCI+
FeCl2O
Цинк
Железо
30,2
0,1 40,6
29,1
0,7 27.1 72,1
1,5 40,4 58,0
Cu2+
CuCI+
CuCl20
CI-
NaCl0
MgCl+
MgCl20
CaCl+
CaCl20
PbCI+ PbCl2O
Хлор
Свинец
0,8 25,6 73,0
53,9 2,8-4,8 6,9 12,8 17,8
5.2 94,8
3.4. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПО ИХ ВЕРОЯТНЫМ РАСТВОРЕННЫМ ФОРМАМ МИГРАЦИИ
В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ
Классификация вероятных миграционных форм химических элементов в подземных водах основана на анализе кислотно-основных свойств элементов, определяемых по таким физико-химическим показателям, как ионный потенциал* и электроотрицательность**. Чаще для отнесения элементов к той или иной группе по миграционным формам используют ионный потенциал элемента. Он легко вычисляется по данным, приведенным на рис. 3.3.
Исходя из значений ионного потенциала и электроотрицательности все химические элементы по их вероятным миграционным формам в подземных водах делятся на следующие три группы (табл. 3.1).
1. Катионогенные элементы (ионный потенциал обычно менее "2, электроотрицательность менее 600 кДж/моль). Это элементы, образующие большие положительно заряженные ионы с низким зарядом (Li, Na, К, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba, Fe (II), Mn (II) и др.). В водных растворах они чаще образуют простые свободные катионы Меп*.
' 2. Элементы-гидролизаты, которые по их формам миграции в подземных водах точнее следует называть элементами-комп-лексообразователями (ионный потенциал обычно 2—10, электроотрицательность 600—1100 кДж/моль). Все эти элементы характеризуются низкой растворимостью своих гидроксидных гоединений (именно поэтому в геохимии их называют элемен-тами-гидролизатами). Но они способны и к образованию многочисленных хорошо растворимых комплексных соединений с ведущими катионами подземных вод. И поэтому в гидрогеохимии их логичнее называть элементами-комплексообразовате-лями.
Миграция этих элементов в природных водах может происходить в виде целой гаммы комплексных соединений, которые могут иметь как положительный, так и отрицательный заряды. Многие из этих элементов в подземных водах обладают свойством амфотерности.
3. Анионогенные элементы (ионный потенциал- более 10, электроотрицательность более 1100 кДж/моль). В своих выс-
* Ионный потенциал представляет собой отношение заряда иона z к величине его ионного радиуса (п).
** Электроотрицательность представляет собой энергию притяжения данным атомом валентных электронов при соединении его с другими атомами. Величина электроотрицательиости характеризует силовое поле атомного ядра и зависит от валентности, проявляемой данным атомом в соединении, а также от строения электронной оболочки атома и ее завершенности.
80
ших валентностях эти элементы образуют небольшие высоко-заряженные ионы, дающие в растворе устойчивые оксианионы (SO42- CO32" PO43" MoO42", WO42" и др.).
Важно знать, что один и тот же элемент при разных степенях окисления образует различные миграционные формы. Так, Mn(II) г\т% 2,2 —катион, Mn(IV) г/п 7,69 —типичный гид-ролизат, а Mn (VII) zjri более 10 проявляет анионогенные свойства, он образует оксианион MnO4-. Аналогичные свойства изменения миграционных форм характерны для Cr (III) и Cr (V), As (III) и As (V) и других элементов с переменной валентностью.
Комментируя эту классификацию химических элементов по их формам миграции в подземных водах, следует подчеркнуть, следующее. Деление элементов на три группы надо рассматривать только в вероятностном плане, характеризующем общую тенденцию элементов к катионо- или анионогенности. Внешние геохимические условия (химический состав подземных вод, Eh—pH состояния и др.) могут вносить значительные коррективы в вероятные состояния элементов. Например, при высоких концентрациях хлора, характерных для рассолов галогенных формаций, значительная часть катионогенных элементов может образовывать комплексные соединения типа MeClnm"n с хлором, в то время как в маломииерализованных водах — только простые катионы. Но особенно существенные различия в изменении миграционных состояний в подземных водах в зависимости от геохимической среды характерны для 8- и 18-электронных элементов-комплексообразователей и анионо-генных элементов.
