微量元素分配
来源:互联网发布时间:2009-06-16
1.能斯特定律该定律是描写溶质在互不相溶的两液相之间的分配,我们这里把它借用作为微量元素在两种矿物相之间或矿物晶体相和液相(熔体相)之间的分配。我们知道,某溶质i在不相溶二液相间或液相和固相之间的分配一般是不均衡的。由相平衡条件可知,当它们达到热力学平衡时,溶质i在两相中的化学位应该相等。即有
这就是能斯特分配定律。在给定的温度压力状况下,微量元素i在两相间的浓度比为一常数。它适用于稀溶液中微量元素的分配。对于不服从亨利定律的非理想稀溶液中的微量元素或浓度更高的其他元素,此时
νβ,να为元素i在β,α相的活度系数,由于活度系数不仅随温度、压力,而且随浓度而发生变化,所以浓度比不再是常数了,必需采用式(5.4)所表示的活度方程,不能直接用浓度值来考虑元素在两相中的分配。
由此可见,用能斯特分配律来研究主要元素分配是很困难的。
2.几种分配系数1)简单分配系数简单分配系数KD又称Berthelet-Nernst分配系数,它是能斯特分配定律的表征形式,即式中的KD。它在特定的温度压力、特定的体系组成情况下为一常数,和微量元素在各相中的浓度无关,简单分配系数中包含了亨利常数。在地球化学中,当涉及固—熔,固—液,固—气相的微量元素分配系数时,总是指固相对其他相的分配,应用简单分配系数时,原则上要求研究体系的温度、压力不变,两相间达到热力学平衡和微量元素浓度为服从亨利定律的稀溶液。
在实际计算中,可以用微量元素的重量百分浓度代替摩尔分数。2)复合分配系数 复合分配系数KC由Henderson和Kracek导出,所以也称为Henderson-Kracek分配系数。简单分配系数往往随体系成分的变化而变化,为了研究的方便,总是希望在物理化学条件确定的体系中分配系数能保持不变,尽可能减少体系组成变化对分配系数的影响,使得在自然界复杂体系条件下接近一个常数,复合分配系数在某种意义上可以弥补简单分配系数的这一不足。复合分配系数是交换反应的分配系数,交换反应是指在平衡的二相之间微量元素与微量元素或者微量元素与某一称之为载体元素之间发生相互交换的一种化学反应。其通式有
由此可见,用能斯特分配律来研究主要元素分配是很困难的。
2.几种分配系数1)简单分配系数简单分配系数KD又称Berthelet-Nernst分配系数,它是能斯特分配定律的表征形式,即式中的KD。它在特定的温度压力、特定的体系组成情况下为一常数,和微量元素在各相中的浓度无关,简单分配系数中包含了亨利常数。在地球化学中,当涉及固—熔,固—液,固—气相的微量元素分配系数时,总是指固相对其他相的分配,应用简单分配系数时,原则上要求研究体系的温度、压力不变,两相间达到热力学平衡和微量元素浓度为服从亨利定律的稀溶液。
在实际计算中,可以用微量元素的重量百分浓度代替摩尔分数。2)复合分配系数 复合分配系数KC由Henderson和Kracek导出,所以也称为Henderson-Kracek分配系数。简单分配系数往往随体系成分的变化而变化,为了研究的方便,总是希望在物理化学条件确定的体系中分配系数能保持不变,尽可能减少体系组成变化对分配系数的影响,使得在自然界复杂体系条件下接近一个常数,复合分配系数在某种意义上可以弥补简单分配系数的这一不足。复合分配系数是交换反应的分配系数,交换反应是指在平衡的二相之间微量元素与微量元素或者微量元素与某一称之为载体元素之间发生相互交换的一种化学反应。其通式有