І рівень Питання Друге

1.Що таке час транзиту. t_f – час транзиту флюїду (речовини в цілому) (Turnover Time) через реактор.

2.Що таке час резидентності.t - час резидентності – cередній час, який атом i перебуває в резервуарі перед видаленням.Час резидентності компонента в резервуарі прямо пропорційний часу транспортування і обернено-пропорційний реактивності компонента.

3.Що таке релаксація. Релаксація (відновлення) початкового стану – приведення концентрації до рівня в час t(0).

4.Що таке ізотопи? Приклади. Хімічні елементи в природі існують у вигляді ізотопів. Ізотопи мають однакову будову електронних оболонок: але різну масу ядра, зумовлену зміною кількості нейтронів, що розділяють (ізолюють) протони. Ізотопи водню, гелію і літію.

5.Що таке закон радіоактивного розпаду? Радіоактивний розпад відбувається за експотенціальним законом

, де N – число атомів, що не розпалися в момент часу t, N₀ – початкове число атомів (в момент t=0), λ – константа розпаду, характерна для кожного радіоактивного ізотопу і має розмірність рік^-1. Змінивши форму запису отримаємо вираз

, який описує закон радіоактивного розпаду.

За одиницю часу відбувається λN подій розпаду

6.Що таке ефект висолювання?

Ефект висолювання – зменшення розчинності солей у водному розчині при збільшенні в них концентрації розчинених газів.

Насичення водного розчину газами призводить до осадження із нього мінералів.

7.Що таке ентропія? S. Ентропія є екстенсивним параметром, так як залежить від кількості компонентів (елементів) системи. Вона вказує напрямок перебігу самовільних процесів. Чим більше атомів і чим вони різноманітніші за властивостями та енергетичним станом, тим більша ентропія. Ентропія є знакопостійною змінною.

Ентропія має статистичну основу і описує розподіл мікростанів атомів в системі

8.Що таке дифузія? Дифузія – рух елементів (атомів, іонів, молекул) у нерухливому середовищі.

9.Що таке динамічна рівновага? Динамічна рівновага досягається тоді, коли при постійних зовнішніх умовах два взаємнообернені процеси протікають із однаковою інтенсивністю. Протiкання процесу визначається формуванням i анiгiляцiєю промiжних продуктiв. В умовах коли одночасно вiдбувається декiлька елементарних реакцiй, зв‘язаних iз одним i тим же компонентом системи може наступити стан, коли зворотньо направленi процеси взаємно врiвноважуються без досягнення термодинамiчної рiвноваги. Така рiвновага називається динамiчною, зумовленою кiнетичними факторами. Саме такий тип рiвноваги переважає при метасоматичних процесах i в ходi вивiтрювання гiрських порiд. Стан системи, що досягається при цьому називається стабiльним. 10.Що таке гідратація іонів у водному розчині? Гідратація іонів у водному розчині –

Полярні молекули води активно взаємодіють із іонами, формуючи навколо них гідратаційну оболонку. Кисневі кінці молекул води повернуті до катіонів, а водневі - до аніонів .Згідно сферичної моделі гідратації іонів Gurney (1962) можна виділити дві зони в гідратаційній оболонці навколо іону .

11.Що таке гідратація іонів в розчині? Гідратизація – це специфічна хімічна реакція, що супроводжується сильним зниженням вільної енергії.

12.Що таке геохімічний фон? Геохімічний фон – вміст розсіяних елементів у певному типі геологічних утворень, що відповідає гомогенному (однорідному) розсіянню елементу внаслідок геохімічного процесу, що призвів до формування даної геологічної ситуації. Вміст любого геохімічного елементу, що визначається в наборі геохімічних проб, звичайно коливається в певних межах, зумовлених як локальними геохімічними процесами (наприклад, розчинення чи зміна мінерального складу вздовж тріщини внаслідок поверхневих процесів), так і неточністю відбору, а також помилками в ході аналізу. Такі коливання вмісту ми називаємо випадковими – геохімічним шумом.

13.Що таке геохімічний резервуар? Геохімічні резервуари – це частини Землі, що має схожу геохімічну історію, і спільні характеристики поведінки хімічних елементів при взаємодії між собою і геологічними процесами.

14.Що таке геохімічний бар’єр? Геохімічний бар’єр – область зміни фізико-хімічних умов міграції (фільтрації, дифузії) розчину, де відбувається різка зміна інтенсивності міграції хімічних компонентів, осадження розчиненої речовини і ріст концентрації певних хімічних елементів в гірській породі. Зона концентрування може бути значно більша від зони геохімічного бар’єру

Характерна особливість мінералоутворення на фільтраційних геохімічних бар’єрах – стійкість (від різного типу збурень в потоці) концентраційних динамічних фронтів елементів, що має кінетичну природу.

15.Що таке буфери pH? Буфер рН. Буферные растворы для поддерживания заданных значений рН готовятся на основе сопряженных пар типа: слабая кислота - сильная соль этой кислоты и слабое основание – сильная соль этого основания. Буферирующее действие обусловлено тем, что добавляемые к буферу ионы водорода или гидроксида связываются компонентами буфера, не вызывая заметного смещения ионного равновесия в пределах некоторого достаточно узкого диапазона рН. Для различных буферных смесей диапазон буферирования, как правило, находится в пределах рК±1 (рК - отрицательный логарифм константы диссоциации слабой кислоты или слабого основания). Меняя концентрации компонентов буфера, получают растворы с заданными значениями рН в пределах области буферирования. Исключение составляют универсальные буферные смеси с расширенными областями буферирования, в случае которых требуемые рН создаются добавками к основному составу буфера 0,2 М раствора NaOH.

16.Що таке адвекція? Адвекція перенесення речовини у складі рухливого середовища.

17.Що таке ΔА-В?

18.Що таке δ34O?

19.Що таке αА-В?

20.Що таке SMOW? SMOW(Standard Mean Ocean Water). Проба усередненої морської води, зберігається у Відні, V-SMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water), (1.5575 · 10^-4)

21.Що таке fO2 ?

22.Що таке «примітивна Земля»?

23.Що таке «кiнетичний порiг процесу»?

24.Що таке електроліт? 1) Хімічні речовини або їх системи, в яких проходження електричного струму зумовлене переміщенням іонів і у випадку постійного струму супроводжується електролізом.Розрізняють:

тверді електроліти (AgCl, AgI, PbF2, Ag4RbI5)

рідкі (розчини солей, кислот, лугів)

розплавлені (NaOH, MgCl2 та ін.).

25.Що означає pH=7, і чому ? нейтральний стан між лужним і кислим середовищем.

26.Що є причиною геохімічного процесу? Геохімічний процес –має два основних наслідки – розсіювання та концентрацію хімічних елементів. В ході цього процесу можуть змінюватися як носії елементів – мінерали, розчини, так і форми знаходження елементів у цих носіях.

27.Шляхи досягнення електронейтральності в твердих розчинах? Тверді розчини вакансій

Інший спосіб не порушити електронейтральність кристалу при гетеровалентному ізоморфізмі полягає в зміні числа катіонів (або аніонів) у формулі без зміни самої кристалічної структури. У цьому випадку частина точок певної кристалохімічної позиції залишається незайнятою, вакантною, Незайняті позиції називаються вакансіями і позначається значком . Утворюється дефектний твердий розчин з дефіцитом катіонів (або, що рідше, аніонів): (A²⁺)₁(B²⁺)₁(C^2-)₂  (A²⁺)_0,5(D³⁺)₁(C^2-)₂ і в структурі залишається 0,5 зайнятих А-позицій і 0,5 вакантних А-позицій.

Необхідно сказати, що в таких випадках, коли концентрація структурних вакансій досягає великої величини, кристалічна структура часто стає нестійкою і в ній з'являються впорядкування розподілу вакансій, тобто виникають зони сегрегації (скупчення) вакансій усередині гомогенного кристалу.

28.Чому при збільшенні температури тверді розчини є стабільнішими? збільшення температури призводить до збільшення вкладу ентропії у зменшення енергії.

29. Чому вода є універсальним розчинником?

29. Чим зумовлена полярність молекули води?

М олекула води має приблизно тетраедричну форму із двома гібридними sp³ - зв’язками між O і H. Електрони 2s² і 2p_z² не спарені, Ці неспарені електрони визначають більшість аномалій в властивостях води.

Відштовхування атомів H веде до збільшення кута H-OH.

Завдяки своїй будові молекула води є полярною (рис. 6.1). Її дипольний момент складає 1,83•10^-18 од. СГСЕ ( в газовій фазі). Внаслідок цього молекули води орієнтуються в електричному полі. Саме цим явищем зумовлене виникнення водневих електростатичних зв‘язків між молекулами води.

29. Чим відрізняється конгруентне розчинення від інконгруентного? Приклади

Розрізняють два виду розчинення речовини - конгруентне, коли його компоненти перетворюються на розчин, причому реакція оборотна, інконгруентное, як у розчин переходять в усіх компоненти речовини.

29. Час перехідних процесів Час, необхідний вихідному сигналу системи для того, щоб наблизитися до свого сталого значення.????

30. У чому проявляється хімічна відмінність між ізотопами, яка впливає на їх фракціонування?????

29. У чому відмінність інтенсивних та екстенсивних параметрів?

Екстенсивні - це параметри, що мають властивість адитивності (т.т. залежать від маси або ж числа частинок в системі: об'єм, ентропія, маса )Інтенсивні - це параметри, що не залежать від маси або числа частинок (температура, тиск, хімічний потенціал, в’язкість).

29. У ході розчинення мінералу реалізуються потоки речовини: що є рушійною силою цих потоків; дайте характеристику джерела і стоку цього потоку.

29. Типи геохімічних потоків

29. Серія розпаду

29. Ряди ізоморфізму Вернадського

6	Al3+, Fe3+, Cr3+, Mn3+, Ті4+, V4+

6	Mg2+, Fe2+, Mn2+, Ca2+

4	Si4+, AI3+,Ti4+, B4+, P4+
6-8	Ca2+, Na+, Ba2+, Sr2*, Pb2+, Ce (REE), Th, U
12	NH4+, K+, Na+, Cs+, Rb+, Li+
4	P4+, As4+, V4+
3	Sb3+, As3+ Bi3+
4	Zn2+, Fe2+, Mn2+, Hg2+ Cd2+, Cu2+, Ni2+, Co2+
2-3	Ag+, Cu+
6	Fe2+, Co2+, Ni2+
6	Ti4+, Nb5+, Ta5+
4	W4+, Mo4+
	Br-, J-, Сl-
	О2-, F-, OH-, Сl-
	S2-, Se2-, Те2-, As3-
	Pt, Fe, Pd, Ir, Rh
	Os, Ru, Rh, Ir
	Au, Ag, Cu, Pd, Hg

Кожний твердий розчин має своє поле стабільності – інтервал температури і тиску, в межах якого він існує. У разі виходу за межі поля стабільності відбувається розпад твердих розчинів. Область існування однієї фази твердого розчину називається областю гомогенності, а якщо одночасно існують два типи твердих розчинів, то вони розділені областю розриву розчинності (див. рис. 5.8, на якій показані розриви розчинності в системі карбонатів).

Якщо тверді розчини характеризуються широкими коливаннями складу без розпаду, то говорять, що вони мають широку область гомогенності, мінерали ж, що здатні тільки в незначній мірі розчиняти інші мають вузьку область гомогенності.

29. Розмістіть в часі послідовність формування найбільш поширених хімічних елементів Землі.

29. Розмістіть в часі послідовність формування найбільш поширених мінералів метеоритів

29. Принцип актуалізму в прикладенні до геохімії

Принцип актуалізму – процеси відбуваються за одним механізмом і можливі варіації спричинені тільки попередньою історією даної ділянки Землі.

29. Поясніть чому природні водні розчини є електролітами

29. Поясніть різницю між неперервним та перервним твердими розчинами (приклади)

29. Поясніть відмінність між ізовалентним та гетеровалентним ізоморфізмом (приклади)

Ізовалентний ізоморфізм – такі ізоморфічні заміщення звичайно відбуваються між елементами у межах однієї групи K⁺-Rb⁺,Ca²⁺-Sr²⁺.

Гетеровалентвий ізоморфізм-це ізоморфізм іонів з різною валентністю.Ca²⁺+Al³⁺---Na¹⁺+Si⁴⁺, 2Al³⁺-3Mg²⁺.

29. Перерахуйте основні причини зміни pH в довкіллі

29. Перерахуйте основні геодинамічні процеси, що формують склад літосфери?

29. Перелічіть основні параметри поверхні мінералу

29. Параметри геохімічного потоку

29. Охарактеризуйте рушійні сили, джерела і стоки потоків, що приймають участь в таких процесах: джерела мінеральних вод, річка, течія Гольфстрім, звалище металургійного шлаку на поверхні.

29. Охарактеризуйте природу активаційних бар’єрів, що зумовлюють існування метастабільних фаз. Приклади

В iстинно нестабiльному станi руху системи в напрямку досягнення рiвноваги (мiнiмуму енергiї) нiщо не перешкоджає. В випадку метастабiльностi досягненню стабiльного, рiвноважного стану перешкоджає бар‘єр, для подолання якого потрiбна додаткова енергiя. Якщо система енергiї, необхiдної для подолання цього бар‘єру, не має, то вона може залишатись в метастабiльному станi необмежений час. В стабiльному, рiвноважному станi система може знаходитись необмежений час аж до повної перебудови, руйнування.Природа активаційних бар’єрів: структурні перебудови, поверхнева енергія в твердих фаз, вплив адсорбційних та дифузійних процесів.

29. Охарактеризуйте принцип мінімізації вільної енергії