Chapt3第四讲水岩反应水岩化学作用的影响因素
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设在溶液中加入含Ca2+的易溶物使Ca2+浓度达到了 10-2 mol，据溶度积原理：此时CaF2的溶度积：Ksp = [Ca2+] [F -1] 的值仍为3.16×10-11 。
设此时CaF2的溶解度为X1， 则有： [Ca2+]= X1+10-2, [F-]2 = 2X1, 代入由上式：[X1+10-2] [2X1]2 = 3.16×10-11。
CaF2溶解， Ca3(PO4)2沉淀。
又 如 ： SrSO4 、 SrCO3 的 溶 度 积 分 别 为 ： 2.8×10-7 和 1.6×10-9 。 设 溶 液 中 SO4 2- 活 度 为 1×10-2mol，其中已沉淀了SrSO4，此时溶液中Sr2+的 活度应为2.8×10-5 mol。
（一）溶度积原理
溶
在某微溶电解质溶液中，各有关离子浓度幂之乘积
度
积 称为离子积。在一定温度、压力条件下，难溶电解质
与
离 离解的离子活度乘积是常数。即在难溶化合物沉淀时，
子
积 溶液中化合物的离子活度乘积为一常数称之为溶度积。
的
概 念
对于MmAn微溶电解质来说，溶液中[M]m[A]n称为
及 其
它的离子积, 它可以是任意数值，不是常数,非溶度积，
溶度积规则的应用
溶度积规则可用于： 1.确定各盐类溶液中元素的最大浓度； 2.判断化合物迁移能力的大小
（S2 - PO43 - CO32 - SO42 - Cl -）； 3.判断自然体系中元素溶解或沉淀的方向。
（二）同离子效应
在难溶化合物的饱和溶液中加入含有同离子的易 溶化合物时，难溶化合物的饱和溶液的多相平衡将发 生移动，原难溶化合物的溶解度将降低。此现象称为 同离子效应。
求得溶解度：X1 2.1×10-5mol / l ，可见，此值 明显小于原来的溶解度值（ 1.9×10-4 mol /l）。
这说明：当溶液中有相同离子的易溶化合物时，难 溶化合物的溶解度降低 。
（三）盐效应
在难溶化合物溶液中，加入不含同离子的易溶化合物 时 ， 则 难 溶 化 合 物 的 溶 解 度 会 增 大 。 例 如 ， AgCl 在 KNO3溶液中要比在纯水中的溶解度大。这种现象称之 为盐效应。
规 以上三点称为溶度积规则（原理），它是微溶电解质
则 多相离子平衡移动规律的总结。根据溶度积规则可以控制 离子浓度，使沉淀生成或溶解。
实例→
当溶液中出现能够形成更低活度积的离子时，会发 生溶度积更低化合物的沉淀和原活度积更高的矿物的溶 解，也就是通常所说的“交代作用”。
例 如 ： 25C 时 ， CaF2 的 溶 解 度 为 1.9×10-4 mol ， CaF2的活度积为：3.16×10-11， Ca3(PO4)2的活度积 为：3.5×10-33 。在含有 CaF2的体系中，带入(PO4)时， 可导致：
即有：α = ×c。 离子的活度系数（）随天然水的离子强度（I）变化的 总规律是：当I值小时， 1，I值增大， 值降低。也就 是说，天然水的离子强度的增大，有利于难溶元素的溶解 迁移。
盐效应现象的实质是与水的离子强度以及溶液中离子 的活度特征密切相关的，下面先来了解天然水的离子强 度和溶液中离子的活度系数。
天然水的离子强度是指天然水溶液中离子的浓度与电 价平方乘积的总和。其数学表达式为：
I=0.5×（C1Z12+ C2Z22+ C3Z32++ CnZn2）
溶液中离子的活度即离子的有效浓度。离子的活度 （α）相当于离子的浓度（c）与离子的活度系数（）之 乘积。
第三章 地 球 化 学 作 用和 元 素 迁 移
水-岩化学作用的控制因素 之
第二部分 水-岩化学作用的影响因素
第二部分 水-岩化学作用的影响因素
水-岩化学作用的影响因素分为： (1) 内因:与元素性质有关的因素
体系中的元素丰度、元素在固相中的赋存形式（化合 物的类型、化合物的溶解度）和元素进入水相后的存在形 式等。 (2) 外因：与环境有关的因素-其它组分及体系理化条件
若在此溶液中加入CO32-，使CO32- 的活度也为 1×10-2 mol，就会发生SrCO3的沉淀，同时SrSO4将 变得不稳定而发生溶解，直至溶液中SO42-、 CO32和Sr2+之间的活度积都满足其溶度积。
由SrSO4的溶度积和SrCO3的溶度积可知， 只有溶液中SO42-和CO32-的活度比为175时， 才将不再发生SrCO3和SrSO4的溶解。经计算， 上 述 溶 液 到 平 衡 时 ， 其 中 Sr2+ 、 SO42- 和 CO32- 的 活 度 将 分 别 为 1.41×10-5 、 1.989×10-2和1.137×10-4。
总体归结：体系的组成和环境的物理化学条件两大因素。
一、体系组成对地球化学作用的影响
体系组成对地球化学作用的影响是多方面的。
一类是化合物本身的性质决定的，如下面将介绍的活 度积原理，它与化合物的键性和键强等有关。
另一类是由于体系中其它化合物或组分的类型和浓度 等所确定，如盐效应和共同离子效应。
还有一类与组分的存在形式有关。
区 别
只有饱和溶液时的离子wk.baidu.com为常数，此时为溶度积，离
子积和溶度积是两个不同的概念。
离子积
溶度积
①当溶液中[M]m[A]n＜Ksp时，是未饱和溶液，如果体系
溶 中有固体存在，将继续溶解，直至饱和为止；
度 ②当[M]m[A]n = Ksp时,是饱和溶液，达到动态平衡；
积
③当[M]m[A]n＞Ksp时，将会有MmAn沉淀析出，直至成为 饱和溶液。
例如，在AgCl的饱和溶液中加入AgNO3，由于Ag+浓 度 增 大 ， 平 衡 将 向 生 成 AgCl 沉 淀 的 方 向 移 动 ， 即 降 低 了 AgCl的溶解度。这种结果也是同离子效应。反应如下：
平衡向左移动
AgCl（S） AgNO3
Ag++ClAg++ NO3-
例如：25C时，CaF2的溶度积为3.16×10-11,设其 溶解度为X，则Ksp=[Ca2+][F-]2 = [X][2X]2 = 4X3，计算 得：溶解度 X=1.9×10-4 mol。当溶液中仅存在CaF2时， 它的溶解度为X=1.9 ×10-4 mol ，但若溶液中还有其它 含Ca2+的易溶化合物时，该化合物的溶解度就要发生变 化：
设此时CaF2的溶解度为X1， 则有： [Ca2+]= X1+10-2, [F-]2 = 2X1, 代入由上式：[X1+10-2] [2X1]2 = 3.16×10-11。
CaF2溶解， Ca3(PO4)2沉淀。
又 如 ： SrSO4 、 SrCO3 的 溶 度 积 分 别 为 ： 2.8×10-7 和 1.6×10-9 。 设 溶 液 中 SO4 2- 活 度 为 1×10-2mol，其中已沉淀了SrSO4，此时溶液中Sr2+的 活度应为2.8×10-5 mol。
（一）溶度积原理
溶
在某微溶电解质溶液中，各有关离子浓度幂之乘积
度
积 称为离子积。在一定温度、压力条件下，难溶电解质
与
离 离解的离子活度乘积是常数。即在难溶化合物沉淀时，
子
积 溶液中化合物的离子活度乘积为一常数称之为溶度积。
的
概 念
对于MmAn微溶电解质来说，溶液中[M]m[A]n称为
及 其
它的离子积, 它可以是任意数值，不是常数,非溶度积，
溶度积规则的应用
溶度积规则可用于： 1.确定各盐类溶液中元素的最大浓度； 2.判断化合物迁移能力的大小
（S2 - PO43 - CO32 - SO42 - Cl -）； 3.判断自然体系中元素溶解或沉淀的方向。
（二）同离子效应
在难溶化合物的饱和溶液中加入含有同离子的易 溶化合物时，难溶化合物的饱和溶液的多相平衡将发 生移动，原难溶化合物的溶解度将降低。此现象称为 同离子效应。
求得溶解度：X1 2.1×10-5mol / l ，可见，此值 明显小于原来的溶解度值（ 1.9×10-4 mol /l）。
这说明：当溶液中有相同离子的易溶化合物时，难 溶化合物的溶解度降低 。
（三）盐效应
在难溶化合物溶液中，加入不含同离子的易溶化合物 时 ， 则 难 溶 化 合 物 的 溶 解 度 会 增 大 。 例 如 ， AgCl 在 KNO3溶液中要比在纯水中的溶解度大。这种现象称之 为盐效应。
规 以上三点称为溶度积规则（原理），它是微溶电解质
则 多相离子平衡移动规律的总结。根据溶度积规则可以控制 离子浓度，使沉淀生成或溶解。
实例→
当溶液中出现能够形成更低活度积的离子时，会发 生溶度积更低化合物的沉淀和原活度积更高的矿物的溶 解，也就是通常所说的“交代作用”。
例 如 ： 25C 时 ， CaF2 的 溶 解 度 为 1.9×10-4 mol ， CaF2的活度积为：3.16×10-11， Ca3(PO4)2的活度积 为：3.5×10-33 。在含有 CaF2的体系中，带入(PO4)时， 可导致：
即有：α = ×c。 离子的活度系数（）随天然水的离子强度（I）变化的 总规律是：当I值小时， 1，I值增大， 值降低。也就 是说，天然水的离子强度的增大，有利于难溶元素的溶解 迁移。
盐效应现象的实质是与水的离子强度以及溶液中离子 的活度特征密切相关的，下面先来了解天然水的离子强 度和溶液中离子的活度系数。
天然水的离子强度是指天然水溶液中离子的浓度与电 价平方乘积的总和。其数学表达式为：
I=0.5×（C1Z12+ C2Z22+ C3Z32++ CnZn2）
溶液中离子的活度即离子的有效浓度。离子的活度 （α）相当于离子的浓度（c）与离子的活度系数（）之 乘积。
第三章 地 球 化 学 作 用和 元 素 迁 移
水-岩化学作用的控制因素 之
第二部分 水-岩化学作用的影响因素
第二部分 水-岩化学作用的影响因素
水-岩化学作用的影响因素分为： (1) 内因:与元素性质有关的因素
体系中的元素丰度、元素在固相中的赋存形式（化合 物的类型、化合物的溶解度）和元素进入水相后的存在形 式等。 (2) 外因：与环境有关的因素-其它组分及体系理化条件
若在此溶液中加入CO32-，使CO32- 的活度也为 1×10-2 mol，就会发生SrCO3的沉淀，同时SrSO4将 变得不稳定而发生溶解，直至溶液中SO42-、 CO32和Sr2+之间的活度积都满足其溶度积。
由SrSO4的溶度积和SrCO3的溶度积可知， 只有溶液中SO42-和CO32-的活度比为175时， 才将不再发生SrCO3和SrSO4的溶解。经计算， 上 述 溶 液 到 平 衡 时 ， 其 中 Sr2+ 、 SO42- 和 CO32- 的 活 度 将 分 别 为 1.41×10-5 、 1.989×10-2和1.137×10-4。
总体归结：体系的组成和环境的物理化学条件两大因素。
一、体系组成对地球化学作用的影响
体系组成对地球化学作用的影响是多方面的。
一类是化合物本身的性质决定的，如下面将介绍的活 度积原理，它与化合物的键性和键强等有关。
另一类是由于体系中其它化合物或组分的类型和浓度 等所确定，如盐效应和共同离子效应。
还有一类与组分的存在形式有关。
区 别
只有饱和溶液时的离子wk.baidu.com为常数，此时为溶度积，离
子积和溶度积是两个不同的概念。
离子积
溶度积
①当溶液中[M]m[A]n＜Ksp时，是未饱和溶液，如果体系
溶 中有固体存在，将继续溶解，直至饱和为止；
度 ②当[M]m[A]n = Ksp时,是饱和溶液，达到动态平衡；
积
③当[M]m[A]n＞Ksp时，将会有MmAn沉淀析出，直至成为 饱和溶液。
例如，在AgCl的饱和溶液中加入AgNO3，由于Ag+浓 度 增 大 ， 平 衡 将 向 生 成 AgCl 沉 淀 的 方 向 移 动 ， 即 降 低 了 AgCl的溶解度。这种结果也是同离子效应。反应如下：
平衡向左移动
AgCl（S） AgNO3
Ag++ClAg++ NO3-
例如：25C时，CaF2的溶度积为3.16×10-11,设其 溶解度为X，则Ksp=[Ca2+][F-]2 = [X][2X]2 = 4X3，计算 得：溶解度 X=1.9×10-4 mol。当溶液中仅存在CaF2时， 它的溶解度为X=1.9 ×10-4 mol ，但若溶液中还有其它 含Ca2+的易溶化合物时，该化合物的溶解度就要发生变 化：