地球化学——元素的地球化学迁移-.pptVIP

30多年来引入化学热力学和化学动力学理论研究自然过程，形成了系统的地球化学理论，称为地球化学热力学、地球化学动力学；可作为地球化学分析自然过程性质和条件的理论参照模型 。 1．地球化学热力学体系的特点和理论参照模型 2、地球化学热力学的局限性 3. 热力学基础 （1）热力学基本定律 热力学第一定律 Q = ?U + A 含义是：能量不论是从一个物体传给另一个物体，或者从一种形式转化成另一种形式，其数量不变，能量守恒（和能量转化）定律。 热力学第二定律 η = (Q1-Q2) / Q1 η --有效工作系数； Q1 --高温热源提供的全部热；(Q1-Q2) --热量交换过程中能转化成功的热量 热力学第二定律的实质是：热不能全部转换成功，而功能全部转换成热。在地球化学研究领域中，热力学第二定律及其派生的各类热力学参数计算式的应用最广泛。 热力学第三定律：在绝对温度趋近于零时，物质的绝对熵也趋近于零 （2）热力学基本参数 熵（S）-体系的无序程度（热紊乱度）的度量。 自由能（ △G）-体系内可用于对外做功的能。 化学位（μi）-加入一克分子i组分时引起的体系内自由能的变化。 自由度（F）-能在一定范围内自由变化而不改变体系平衡的热力学（强度）参数。 相数（K）-体系内存在的、内部有一定化学成分、彼此间有物理化学界面的个体数，如岩石中的矿物数。 4．地球化学热力学基本研究方法和计算步骤 6、在给定初始值和设定近似解的条件下，用反应自由能ΔGr＝0法或平衡常数法求解方程： T-p 、T-p-a关系式。编制热力学相图： T-p 、T-p-a。或得出结果，解出数值解。 7、在本工作区对照地质问题检验计算结果，并对未知区进行预测；在有条件时可进行一定的模拟实验，检验和修定计算程序。 4、联立方程组，使用计算机求解方程组，得出所有未知项数值解； 5、编制相图，就解出的结果进行地质地球化学问题的讨论 三 . 矿物相平衡计算和相图编制 单变反应平衡常数计算平衡线的热力学条件，平衡在相图中的位置。 1. 矿物相转变和相平衡曲线的计算 矿物相平衡，体系矿物有一定的共生关系，形成稳定矿物组合（包括流体相）。 对已知矿物组合确定其稳定的物理化学条件； 给定条件下的可能的矿物组合。 2 .逸度-逸度图的编制方法 Fe-Si-O2-S2 体系 理想溶液自由能、熵都因物质化学反应而变化，有别于机械混合物项。理想溶液焓和体积则简单地等于纯组分相应焓和体积的总和。如果两种组分形成具有体积变化、焓变的溶液时，该溶液就不再是理想溶液。 五. 地球化学相律 地球化学相律 平衡状态、平衡过程中 相律：体系相数、独立组分数、和自由度之间的关系—相平衡的规律。 相：成分性质相同，同样状态方程式描述物质。 独立组分数：构成平衡体系各相，所需独立物质 最小数目。 自由度：确定体系独立可变强度变量最大数目。 地质学、地球化学中：相律的用途绘制和解释相图。确定在特定条件下处于平衡态时可能存在的相数。 吉布斯相律-经典热力学相律 F=K-Φ+2 戈尔德施密特相律-矿物相律 F≥2 Φ≤K 柯尔仁斯基相律-交代相律 Φ≤KИ  F-自由度 Φ-相数 K-独立组分数 吉布斯相律：当一个体系达到平衡，系统相数等于其组分数加2，系统的温度、压力和某个特定相中任何摩尔分数不能改变，此时系统的自由度为零。 戈尔德施密特相律-矿物相律：热力学相律，用于变质