Удельная электрическая

проводимость воды

Среди распространенных типов природных вод при данной общей минерализации воды, содержащие

бикарбонат и сульфат кальция, обычно имеют самую низкую проводимость, а воды, содержащие хлористый натрий, обладают наибольшей проводимостью.

Удельная электрическая

проводимость воды

Чистая вода имеет удельную электрическую проводимость 0,055 микромо при 25°С микромо,

лабораторная дистиллированная вода – от 0,5 до 5,

дождевая обычно — от 5 до 30,

подземная вода, годная для питья, - от 30 до 2000,

океаническая — от 45 000 до 55 000,

рассолы нефтяных месторождений — более 100 000 микромо.

Подвижность элементов в

гидросфере

Для гидрогеологических процессов большое значение имеет

подвижность элементов –

«стремление элемента перемещаться в данной химической среде».

Перемещение элементов возможно, если элементы находятся в виде твердого минерала, газа, расплава или в растворе.

Подвижность элементов в

гидросфере. Выводы по

Хотятаблицеалюминий и железо по распространенности в изверженных породах занимают 3 и 4 места, их подвижность в гидросфере очень низка.

Кремний, второй по распространению элемент изверженных пород, в водах имеет небольшую подвижность.

Хлор, относительно редкий элемент земной коры, в гидросфере очень подвижен.

Кальций, натрий и калий достаточно распространены и подвижны во всех средах. несмотря на то, что натрий и калий находятся примерно в равных количествах в изверженных породах, натрий значительно подвижнее калия.

Подвижность элемента в гидросфере зависит от растворимости различных соединений, куда он входит, способности его ионов участвовать в ионном обмене и возможности организмов извлекать его из гидросферы.

Растворимость

Растворимость данного элемента в воде зависит от

температуры,

давления,

концентрации водородных и гидроксильных ионов (рН),

окислительно-восстановительного потенциала (Eh) и

относительных концентраций других веществ, присутствующих в растворе.

В природных условиях эти переменные связаны такой сложной зависимостью, что становится невозможным точно определить растворимость вещества.

Однако существуют химические законы, сформулированные на основании многочисленных лабораторных данных, используя которые можно установить определенные границы природной растворимости.

Произведение

растворимости

При оценке равновесных концентраций некоторых ионов используется понятие «произведение растворимости».

Для насыщенного раствора слаборастворимого соединения произведение молярных концентраций ионов есть постоянная величина при любой данной температуре. Если площадь поверхности твердого соединения AnBm постоянна, произведение растворимости этого вещества

Кsp = [А]n[В]m,

где [А] и [В] — концентрации ионов А и В, моль/литр.

Пример расчета

Найти количество фторидного иона F-, которое может находиться в равновесном растворе 20*10-6 Са2+ и минерала флюорита CaF2.

Ksp при 20ºС, найденное по таблицам, равно 3,5·10-

;

20 ч. на 1 млн. Са2+ соответствуют 5·10-4 моль/л;

[Ca2+]*[F-]2 = [5·10-4]*[F-]2 = — 3,5·10-11

Концентрация F- = 2,64 ·10-4 моль/л ≈ 5 ч. на 1 млн.

Если указанные условия характерны для подземных вод, в них будет находиться максимум 5 ч. на 1 млн. F-. Повышенная концентрация F- вызовет осаждение CaF2.

В приведенных расчетах коэффициент активности принимался равным единице. В точных расчетах необходимо учитывать, что на химическую активность Са2+ и F- влияют все компоненты воды. Это особенно важно, если концентрации веществ превышают несколько частей на 1 млн.

Температура и

растворимость

Температура сильно влияет на растворимость газов. Чем ниже температура, тем больше газа удерживается в растворе.

Из всех газов наибольшее значение имеет углекислый газ (СО2).

При увеличении содержания двуокиси углерода нарушается равновесие системы двуокись углерода — карбонаты — бикарбонаты, в результате чего в раствор переходит дополнительное количество вещества, такого, как кальцит.

По сравнению с газами, непосредственное влияние температуры на растворимость минеральных веществ не так велико. В обычных гидрогеологических условиях небольшая разность температур в пределах данного района, вероятно, оказывает небольшое влияние на растворимость минеральных веществ.

Растворимость и площадь

поверхности

Площадьсоприкосновенияповерхности соприкосновения воды с твердым веществом определяет скорость растворения вещества.

Этот фактор имеет особое значение в ненасыщенной зоне, через которую инфильтрующаяся вода проходит быстрее, чем через зону полного насыщения.

Если поверхность сложена гравием, вода будет просачиваться вниз без особых химических изменений состава, но если на поверхности залегает мелкозем такого же минерального состава, общая поверхность частиц этой породы может быть в тысячу раз больше поверхности гравийных частиц, в результате чего вода, инфильтрующаяся через этот слой, значительно изменит свой химический состав.