地球化学热力学课件10
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第十章 地球化学热力学数据库(殷辉安,1988; , 1994; , 1997)热力学数据内洽性、热力学数据的测量、相平衡数据处理、数据库实例为了对矿物岩石体系平衡关系作出预测,需要有各地球化学相(纯矿物、熔体组分、流体)的内洽的热力学数据库。
地球化学热力学数据库在过去的几十年间得到了发展。
1995年以来,又有6套相对高精度的地球化学热力学数据库( , 1995; , 1996; , 1997; ., 1998; ., 1998; , 1998)问世 ,给地质学研究带来了不少方便。
10.1热力学数据的内洽性所谓热力学数据的内洽性( ),指的是数据之间不存在相互矛盾、热力学数据与已有的实验之间也不存在矛盾的现象。
只有内洽的热力学数据,才能客观地反映实际,所以,在研究中,应该从内洽的热力学数据库获取数据。
10.2 热力学数据的测量完整的地球化学热力学数据库,应该包括每一地球化学相(端元矿物、熔体组分、流体等)的标准摩尔生成焓(0f H Δ)、标准摩尔熵(0S )、标准摩尔体积(0V )、摩尔恒压热容(P C )、等压热膨胀系数(V α)、等温压缩系数 (V β)以及电解质的溶解度、电导率、电动势等参数。
这些参数的测试方法不完全相同,有量热法、光谱法、电化学测定法等化学上传统的方法,以及新方法例如高温量热、实验相平衡等方法。
其中,量热测量()可以获得恒压摩尔热容,相应地可以计算得到标准摩尔生成焓和熵。
对于矿物,通常的标准状态选取1 、298.15 K 。
实验相平衡所获得的矿物热力学数据在目前可能是最可靠的。
因为不仅其热力学内洽性可以得到保证,而且其精度可以得到改善。
可以说,除量热法之外,实验相平衡研究是减小矿物热力学数据不确定度的主要方法。
对于固体矿物,通过X 光衍射,可以获得矿物的晶胞参数,即单位晶胞的轴长a 、b 、c()及轴间角α、β、γ(度)。
晶体的单位晶胞体积(3)表达为cos γcos β2cos αγcos βcos αcos 1abc Vc 222⋅⋅+---=矿物的密度ρ(3)定义为单位晶胞的质量与体积之比,即 ρ = () = (602.252)式中M 为摩尔质量(g),Z 为单位晶胞中的矿物分子数,为常数(=6.022×1023),其中i i m1i n a M Σ==。