КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Факторы миграции, внутренние факторы
Виды и типы миграции химических элементов 4 основных вида миграции химических элементов: механическая; физико-химическая, биогенная, техногенная. Механическая миграция (механогенез) – механическое перемещение химических элементов без изменения форм их нахождения (перемещающиеся обломки минералов в водах, газы атмосферы и др.). Физико-химическая миграция – перемещение элементов и сопровождающие их химические реакции для таких форм нахождения химических элементов, как водные растворы, газовые смеси. К ней же отнесены диффузия, процессы радиоактивного распада, явление изоморфизма, процессы сорбции. Биогенная миграция – объединяет всю миграцию химических элементов, связанную с жизнедеятельностью организмов (растительных и животных). Техногенная миграция – вызвана деятельностью людей. Ее роль непрерывно возрастает, и во многом она контролирует поведение химических элементов в биосфере. В экологической геохимии особое внимание уделяется непосредственно формам нахождения мигрирующих элементов, так как часто от этого зависит, доступны ли эти химические элементы организмам. Связывая перемещение элементов с формами их нахождения, выделяется 3 основных типа миграции: 1. Первый тип миграции – представляет собой изменение формы нахождения элементов без их значительного перемещения, например переход элемента из минеральной формы в водные растворы. 2. Второй тип миграции – перемещение элемента без изменения формы его нахождения (перемещение аэрозолей в атмосфере, обломков минералов в поверхностных водах при их движении и др.). 3. Третий тип миграции – объединяет два предыдущих и состоит в перемещении элементов с изменением форм их нахождения (перемещение элементов в подземных водах, растворяющих минералы на месторождениях, переход из минеральной формы в биогенную при мощном чехле рыхлых отложений и др.). Этот тип преобладает в биосфере.
Миграция приводит либо к концентрации элементов, либо к их рассеянию. Эти процессы зависят от многих факторов, которые А.Е.Ферсман разделил на внутренние и внешние. Внутренние – это свойства химических элементов, определяемые строением атомов, их способность давать летучие или растворимые соединения, осаждаться из растворов и расплавов и др. Внешние – параметры обстановки миграции – температура, давление, кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия и др. Внутренние факторы: 1. Гравитационные свойства элементов – связаны с атомной массой элемента, т.е. дифференциация вещества или элементов происходит по атомным массам как на земле, так и в космосе (образование россыпей золота, концентрация хрома и платины в придонных частях месторождений и др.). 2. Химические факторы. Для того чтобы элементы и соединения хорошо мигрировали, они должны быть растворимыми и устойчивыми, т.е. при данных условиях не иметь возможности вступать в химические реакции. Таким условиям удовлетворяют комплексные соединения, которые играют главную роль в миграции элементов. 3. Электростатические (кристаллизационные) свойства: - потенциал ионизации – энергия, которую необходимо приложить, чтобы нейтральный атом превратить в ион. Атомы с близкими потенциалами ионизации имеют сходную миграционную способность (K, Na, Li, Rb и др.). Ионы с большими значениями ЭК раньше выпадают из растворов и первыми образуют соединения. - радиусы атомов или ионов – если радиусы близки, то миграционная способность ионов и атомов также близка, но при условии, если остальные факторы равны. При свободной миграции с увеличением радиуса дальность миграции возрастает, а при диффузии – уменьшается.
- кристаллические решетки – атомы и ионы, образующие кристаллические решетки одного типа имеют близкую миграционную способность. Располагая ионы по мере увеличения размеров их радиусов и по мере уменьшения их ЭК, получим схематический ряд последовательности отложения элементов, мигрирующий в виде свободных ионов: Ni(3+)-Cr(6+)-Cr(3+)-Co(3+)-W(6+)-Sn(4+)-Mo(4+)-Fe(3+)-As(3+)-Bi(3+)-Ni(2+)-Mg(2+)-Co(2+)-Fe(2+)-Cu(2+)-Zn(2+)-Cd(2+)-Pb(2+)-Hg(2+)-Cu(+)-Ag(+)…J(-) 4. Радиоактивные свойства – заключаются в непрерывном уменьшение количества радиоактивных элементов при их распаде и образовании новых элементов с иными физическими свойствами (в т.ч. и особенностями миграции). 5. Cвойства связи – обуславливают способность химических элементов или соединений противостоять силам, разобщающим атом, ион или молекулу. Чем ярче эти связи выражены, тем устойчивее минералы и тем позже проявятся собственные миграционные особенности каждого из элементов, входящих в рассматриваемые соединения. Свойства связи определяют температуру кипения (летучесть) и температуру плавления. А.А.Сауков все элементы разделил по термическим свойствам на 6 групп: 1. летучие, легко мигрирующие газы (He, Ar, O и др.) с низкими температурами перехода из одной фазы в другую; 2. подвижные металлоиды (P, Cl, F, S, J), образующие легколетучие соединения с другими элементами; 3. щелочные и щелочно-земельные металлы с труднолетучими оксидами и соединениями галогенов; 4. летучие металлы (Hg, In, Tl, Bi); 5. обычные металлы (Fe, Pb, Co, Ni и др.), нелетучие в условиях земной коры, но иногда образующие довольно легколетучие соединения с металлоидами; 6. труднолетучие в свободном состоянии, но дающие некоторые летучие соединения (группа W, Pt). Рассмотренная связь миграционных свойств химических элементов с температурами может использоваться при изучении не только природных, но и техногенных процессов (например, при прогнозе изменений в окружающей среде еще на стадии планирования промышленных предприятий). Ряд химических элементов по температуре кипения (по Ферсману): Pt, W, Ti, Mo, Fe… 4000oC Si, Cu, Sn…3000oC Ag, Mn…2000oC Pb, Ga…1500oC Te, Ba… 1200oC Sr, Zn. K…900oC As, S…600oC Hg, P, J…350oC Br…60oC Для элементов с температурой кипения менее 400оС летучесть является главным фактором миграции. Заметно влияние летучести для элементов с температурой кипения до 600оС. Повышенной летучестью обладают галоидные соединения и ртуть.
ЛЕКЦИЯ № 9 Міграція хімічних елементів, зовнішні чиники міграції
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 1096; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |