29. Миграция химических соединений

Миграция химических соединений - это перемещение и перераспределение химических элементов в земной коре и на ее поверхности.

Интенсивность и направление миграции химических элементов зависят от особенностей ионов, формы в которой присутствует элемент и хим.св-в – это внутренние факторы миграции.

Внешние факторы миграции – это физико-химические и биологические условия миграции. В них входят щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия, водный режим, температура, давление, а также жизнедеятельность растений и других организмов.

Внутренние факторы миграции:

Электростатические свойства ионов – эти факторы учитывают при миграции элементов в виде ионов.

Ионная миграция характерна для водных растворов, магматических расплавов, газовых смесей, а также для живого вещества.

Электростатические свойства ионов вомногом обусловлены размерами ионных радиусов элементов, с увеличением радиуса иона возрастает дальность миграции.

Показателями электростатических свойств ионов служит ионный потенциал Картледжа и энергетические коэффициенты ионов.

Ионный потенциал рассчитывается:

γ = W/10Ri

W-валентность иона;

Ri-радиус иона в нм.

По ионному потенциалу химические элементы делятся на 3и группы:

1. γ < 3 – элементы с такими значениями потенциала легко переходят из твердых фаз в виде ионов и не образуют комплексных соединений. К таким ионам относятся: K(+), Na(+), Ca(2+), Li(+), Rb, Cs, Ba.

2. γ=3…12 – элементы с такими значениями потенциала образуют труднорастворимые гидролизованные соединения, относятся: Fe, Al, Zr, V, Cr.

3. γ>12 – элементы этой группы соединяясь с кислородом образуют комплексные растворимые ионы. К ним относятся: B, C, N, P, S.

Si и Mo попадают в пограничную группу, ионный потенциал 9,5-12.

Ионный потенциал позволяет предсказать изменение состояния ионов при химическом выветривании и следовательно позволяет оценить концентрацию элементов продуктов выветривания.

Между значениями ионных потенциалов и подвижностью элементов имеется прямая зависимость.

Энергетические коэффициенты ионов определяют:

ЭКкат=0,75(10Ri+0,20)W²/Ri

ЭКан=W²/20Ri

Энергетические коэффициенты отражают последовательность кристаллизации минералов и растворов и обусловлены в основном энергией кристаллических решеток.

Ионы с большим значением энергетических коэффициентов раньше выпадают из растворов в процессах выветривания они как менее подвижные накапливаются в продуктах выветривания.

Как влияют формы элементов:

- Me в земной коре м.б. в виде карбонатов, сульфатов, сульфидов и оксидов.

- На земной поверхности кислороды Me более устойчивы, чем сульфиды.

Внешние факторы миграции:

С увеличением температуры увеличивается миграционная способность элементов находящаяся в расплавах и растворах.

Давление необходимо учитывать при рассмотрении гидротермальных, магматических и метаморфических процессов.

В пределах биосферы и почв давление существенного влияния не оказывает, поскольку в этих сферах значительного изменения давления не происходит.

Степень электролитической диссоциации характеризует количество ионов, образовавшихся при растворении веществ.

Показателем степени диссоциации служит константа степени вещества, которая зависит от природы растворенного вещества и растворителя.

Степенью электролитической диссоциации определяется последовательность выпадения веществ в осадок.

Кислотно-основные условия среды оказывают значительное влияние на водную миграцию элементов. Этот фактор контролирует осаждение из растворов многих трудно-растворимых соединений, коагуляцию коллоидов, а также влияет на поступление элементов в растения и на подвижность многих Me.

Водородный показатель осаждения элементов из разбавленных растворов:

Ион	Fe(3+)	Hg(+)	Cu(2+)	Fe(2+)	Pb(3+)	Ca(2+)	Zn(2+)	Hg(2+)	Mn(2+)	Mg(2+)
pH	2,0	3,0	5,3	5,5	6,0	6,7	7,0	7,3	8,5-8,8	10,5