Методи буферних сумішей, Детальна інформація

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Геологічний факультет

Кафедра мінералогії, геохімії та петрографії

РЕФЕРАТ

тема: “Методи буферних сумішей в експериментальній мінералогії і петрографії”



Виконала: Беспалова Л.А.



Перевірив: Остапенко Г.Т.

Київ - 2004

Методи буферних сумішей використовуються для того, щоб речовина в процесі експерименту знаходилася в умовах сталого значення тиску (летючості) або концентрації якогось компоненту.

Найчастіше таким компонентом є кисень (О2), якщо ми вивчаємо мінеральні реакції, в яких залізо (Fe) може бути у вигляді іонів Fe2+ та Fe3+, а нам потрібно задати такий тиск (летючість) О2, щоб в даній реакції іони Fe були дво- або трьох-валентні.

У якості буферних сумішей, які задають потрібний тиск (летючість) О2, використовуються такі суміші оксидів: Fe2O3 – Fe3O4, Mn2O3 – MnO2, Ni – NiO, Fe3O4 + SiO2 \x2192 Fe2SiO4, Fe3O4 – FeO, Fe – FeO та інші.

Оксиди у вказаних сумішах зв’язані реакцією виділення або поглинання кисню:

Fe2O3 + 1/2O2 = Fe3O4 Кбуф1 = 1/PO21/2

Mn2O3 + 1/2O2 = 2MnO2 Кбуф2 = 1/PO21/2

Ni + 1/2O2 = NiO Кбуф3 = 1/PO21/2

2Fe3O4 + 3SiO2 = 3Fe2SiO4 + O2 Кбуф4 = PO2

Fe3O4 = 3FeO + 1/2O2 Кбуф5 = PO21/2

Fe + 1/2O2 = FeO Кбуф6 = 1/PO21/2

Якщо під час досліду суміш вихідних і кінцевих твердих фаз зберігається, то тиск О2 буде сталим, різним для різних буферів, оскільки ln Kбуф = -(\x0394Go(T, P)реакції) / (RT).

СХЕМА ДОСЛІДУ

У зовнішній ампулі (або сосуді) маємо буфер,

наприклад Ni – NiO, та воду. Реакції:

(1) Ni + 1/2 O2 = NiO Кбуф = 1/PO21/2

(2) H2O = H2 + 1/2O2 КH2O = (PH2 * PO21/2)/PH2O

Оскільки PO2 за рахунок реакції (1) підтримується

незмінним, то PO21/2 = 1/Kбуф. Вносимо це значення PO21/2 у рівняння дисоціації води (2). Отримаємо:

КH2O = (PH2 * 1) / (PH2О * Кбуф),

КH2O * Кбуф = К = PH2 / PH2О (3).