1. Основные законы термодинамики. Равновесные минералогические системы и правило фаз Гиббса и Гольдшмидта.

Центральным в геологии является учение о превращении веществ, в том числе об энергетики и кинетике химических реакции, усвоение этого учения позволяет предсказывать возможность и направление физико-химических процессов, рассчитывать энергетические эффекты и энергозатраты, воздействовать на скорость хим=х процессов. При протекании хим-х реакций изменяется энергетическое состояние системы, в которой идет эта реакция. Состояние системы хар-ся основными параметрами:T,P,C.

1.является формой выражения закона сохранения энергии-энергия не может ни создаваться, ни исчезать, но может превращаться из одной формы в другую,Q=∆U+W-теплота, подведенная к системе, расходуется на приращение внутренней энергии системы и на работу системы над окр.ср.

2.Для изолированных систем:в изолированных системах самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии-∆S>0

3.Можно определить абсолютное значение энтропии-при абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна нулю(энтропия увеличивается при переходе кристалл-го вещ-ва в аморфное).

При некоторой T энтальпийный и энтропийный факторы уравниваются, т.е.∆H=T∆S, ∆G=0-это условие химического равновесия.

Равновесие процесса перехода вещества их одной фазы в другую без изменения хим-го состава наз-ся фазовым равновесием. Правило фаз Дж.Гиббса-число степеней свободы, фаз, независимых компонентов(К) и внешних условий,влияющих на равновесие взаимосвязаны взаимоотношением:С+Ф=К+n. Фаза –это часть системы, однородная во всех точках по хим.составу и свойствам и отделенная от других фаз поверхностью раздела;компонентом наз-ся химически однородная часть вещества, которая м.б. выведена из системы. При протекании реакций число независимых компонентов равно общему числу компонентов за вычетом числа химических реакций, связывающих эти компоненты. Числом степеней свободы наз-ся число внешних условий, которые можно изменять в определенных пределах без изменения числа и вида фаз. С=К+2-Ф. Однофазная ситема имеет 2степени свободы-бивариантная, двухфахная-моновариантная и трехфазнаф-инвариантная.

В. .М. Гольдшмидт изучая роговики-продукты контактового мет-зма глинистых сланцев и известняков,заметил, что мин-ые ассоциации в роговиках включают не более четырех минералов. С другой стороны, все породы состоят из четырех осн-х окислов-Al2O3, SiO2, MgO, CaO, кот-ые Гольдшмидт считал компонентами, степенями свободы, очевидно, являлись темп и давление. Отсюда следовало, что для подобных систем число компонентов равно числу минералов(фаз), т. е. Ф мак=К. Это выражение получило наименование минералогического правила фаз. Использование данного закона физической химии встречает затруднения в г/х.

Термодинамика – наука , кот изучает превращения энергии, работы, теплоты.

Система – тело или группа тел которые мысленно или реально выделены в окружающей среде

Изолированная система – не обменивается с окружающей средой.

Закрытая сис – обменивается только энергией.

Открытая сис – обменивается энергией и вещ-м

Первое начало термодинамики: Закон сохранения энергии: различные формы энергии переходят в другие в эквивалентных пропорциях.

Второе начало термодинамики: Теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого к более нагретому телу; или: невозможен вечный двигатель II рода.

Однородная часть системы, обладающая одинак составом, и одинак физико-хим св-ми называется фазой.Переход из одной фазы в другую без изменения хим состава называется фазовым.правило фаз Гиббса: С= К-Ф+2, где С- число степеней свободы

Ф – фазы, К – число компонентов

В однокомпонентных системах (К=1) любая фаза представляет одно вещество в различных агрегатных состояниях или полиморфных модификациях. Число находящихся в равновесии фаз определяется по правилу фаз Гиббса: С= К – Ф + 2 = 3 – Ф

в природных условиях: С>=2

К-Ф+2>=2

Ф<=К- минералогическое правило фаз

MgO-SiO2-Al2O3 K=3

К халькофильным, согласно геохимической классификации Гольдшмидта, относятся элементы, которые в условиях равновесия кислородные соединения—

сульфиды—металлическая фаза концентрируются в сульфидной форме, к сидерофильным — устойчивые в форме свободных металлов, а к литофильным —образующие окислы, силикаты, карбонаты и другие соединения с кислородом.