ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика кристаллизации из начально ненасыщенного раствора из "Динамика геохимических процессов " Найдем решение дифференциальных уравнений (3.1), (3.23) при условиях для С и из (3.12) и (3.24). [c.51] На рис. 9 а и б схематически показано распределение концентраций С, 7 в системе для разных моментов времени ( ь /2), вытекающее из полученных решений. [c.53] Процесс растворения минералов горной породы, обратный рассмотренной выше кристаллизации, происходит, если в нагретую породу внедряется холодный раствор (ГоОо, Со Сн (Го)). Аналогичный процесс будет наблюдаться и при фильтрации нагретого раствора для веществ, обладающих отрицательным температурным коэффициентом растворимости. [c.53] В природе многие геохимические процессы являются по существу совокупностью химических реакций, протекающих в земной коре при фильтрации и диффузии минералообразующих растворов. Особое значение имеют гетерогенные химические реакции, протекающие на подвижных физико-химиЧеских барьерах описанию динамики этих реакций и посвящен настоящий раздел. [c.55] Будем рассматривать случай одномерной диффузии Л по направлению положительной оси х, сопровождающейся необратимой реакцией первого порядка. [c.55] Рассмотрим в дальнейщем предельный случай 0x 0, который имеет место, когда молекулярный объем образующейся фазы существенно меньше, чем исходной. При этом в результате замещения происходит значительное увеличение пористости породы. В предельном случае при замещении непористого твердого тела величины Ог и О могут быть сопоставлены с коэффициентамр1 диффузии в твердом теле и поровом растворе, которые различаются на много порядков. [c.57] Рассмотрим задачу о движении однокомпонентного (жидкого или газообразного) раствора сквозь пористую среду при наличии химических реакций растворенного вещества с горными породами. Процесс в этом случае может протекать в кинетической, диффузионной и смешанной областях. Для простоты будем рассматривать одномерную фильтрацию раствора вдоль оси х с постоянной скоростью и. [c.58] И уравнения кинетики соответствующей химической реакции. Начальные и граничные условия примем аналогичными (4.3), т. е. соответствующими отсутствию вещества в полупространстве дс 0 в начальный момент времени = 0 и постоянной концентрации Со вещества на границе л =0 рассматриваемой среды. [c.58] Величина д , а следовательно, и время т конечны, так как концентрация вещества породы, с которым реагирует раствор, конечна. [c.59] По аналогии с полученными выше результатами будем искать решение для 1 т в виде концентрационной волны, распространяющейся по направлению положительной оси х с постоянной скоростью т. е. [c.62] Если константа скорости реакции велика (к- оо), то полученное решение примет вид (4.26), (4.27). [c.62] Таким образом, основные особенности квазистационарной стадии фильтрационного массообмена не зависят от порядка необратимой реакции. Порядок реакции влияет лишь на характер распределения концентраций в граничной реакционной подзоне, где С=1(х), q — f x). Если скорость необратимой реакции велика, то граничная подзона исчезает. [c.62] Найдем решение задачи динамики массообмена с учетом продольной диффузии при наличии необратимой реакции первого порядка раствора с породой — уравнение кинетики (4.2). [c.63] Ограничиваясь исследованием процесса для станции стационарного фронта, будем искать решение системы уравнений (4.2),. [c.63] Исследования последнего времени по кинетике различных природных реакций [Добровольский Е. В., Лялько В. И., 1978 Калинин Д. В., 1973, и др.] показали, что скорости гетерогенных реакций лимитируютЬя скоростями элементарных стадий, таких, как растворение исходных веществ, химическая реакция и др. [c.64] Задача динамики фильтрационного минералообразования формулируется аналогично. Раствор исходной концентрации Со фильтруется через породу с постоянным содержанием до минерала В (в г/смз пористой среды) в направлении х со скоростью и. Для определенности полагаем, что реакция (4.43) развивается в области х 0. Требуется определить распределение по х содержания образующегося минерала Bi (а также концентраций других участников реакции) в любой момент времени t с начала развития процесса ( =0). [c.64] Найдем решение сформулированной задачи для двух предельных случаев 1) y t k, когда скорость процесса лимитируется растворением исходного вещества В(тв) 2) y k, когда скорость процесса лимитируется химической реакцией (4.43). [c.65] Физико-химический барьер в нашем понимании — это область изменения физико-химических условий миграции (фильтрации, диффузии) раствора, где происходит осаждение растворенного вещества. Рассмотрим задачу динамики фильтрационного минералообразования на подвижном щелочном барьере. [c.67] Распределение когщентрации кислоты а(х, t) в системе находится на основе обычных уравнений динамики гетерогенных химических реакций. [c.68] В дальнейшем целесообразно рассмотреть два случая 1) исходный раствор Ме является насыщенным 2) исходный раствор Ме не насыщен. [c.68] Вернуться к основной статье