PHREEQC实例分析

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1、PHREEQC实例分析例2——矿物相的溶解平衡这个例子测定了最稳定相——石膏或是无水石膏在一定温度范围内的溶解性。输入数据组见表13。仅用pH和温度来定义纯水溶液。缺省单位是millimolal，但没有指定浓度。缺省状态下，pe为4.0，缺省的氧化还原计算使用pe，且水的密度为1.0（这是没有必要的，因为没有浓度为“每升”）。在批反应期间，所有允许反应达到指定的饱和指数的反应都列在EQUILIBRIUM_PHASES中，无论开始时它们是否存在。输入数据包含相的名字（之前通过PHASES输入在数据库或输入文件中定义

2、）、指定的饱和指数和以摩尔数表示的当前存在的相的数量。如果一种相在当前不存在，则在纯相集合中给定其浓度为0.0mol。在这个例子中，石膏和无水石膏允许反应来达到平衡（饱和指数等于0.0），初始相的集合中每种矿物都为1mol。每一种矿物或是反应达到平衡或是被耗尽。在大多数的情况下，1mol的单纯相足够达到反应平衡。表13--例2输入数据的设置TITLEExample2.--TemperaturedependenceofsolubilityofgypsumandanhydriteSOLUTION1Purewaterp

3、H7.0temp25.0EQUILIBRIUM_PHASES1Gypsum0.01.0Anhydrite0.01.0REACTION_TEMPERATURE125.075.0in51stepsSELECTED_OUTPUTfileex2.selsianhydritegypsumEND在REACTION_TEMPERATURE数据块中，指定反应温度计算步长为1℃，从25℃开始，75℃结束，共计算温度变化51次。温度的每一度变化都详细指定输入数据，在可能的情况下，在EQUILIBRIUM_PHASES（石膏和无水石膏

4、）中定义的物质将会反应达到平衡，或是直到两种物质都完全溶解。最后在每一次计算之后，用SELECTED_OUTPUT来输出石膏和无水石膏的饱和指数到文件ex2.sel中。然后用这个文件来生成图5。初始溶液计算和第一次批反应的结果见表14。纯水中物质的分布列于标题“开始初始溶液计算”下。在25℃下，与所给定石膏和无水石膏量达到平衡的体系是第一次批反应，反应结果列在标题“开始批反应计算”之后。紧接着这个标题，定义了批反应阶段，接下来是计算中确定关键字数据的列表。在这个例子中，计算时所应用的反应组分保存为序号1，纯相集合

5、保存为序号1，反应温度保存为序号1。概念上，溶液和纯相放在一个烧杯中，并调整温度为25℃，使其反应达到体系平衡。图5--在25到75℃的温度范围内，溶液中石膏和硬石膏稳定时的饱和指数，在子标题“Phaseassemblage”下，列出了由EQUILIBRIUM_PHASES所定义的每一种相的饱和指数和数量。在第一次的批反应阶段，最后相的集合不含无水石膏，对溶液而言这并没有达到平衡（饱和指数为-0.22），1.985mol的石膏，与溶液达到平衡（饱和指数等于0.0）。所有的无水石膏得以溶解，且大多数的钙和硫酸盐是生

6、成石膏沉淀下来。“溶液组分”表明，15.64mmol/kgw的钙和硫酸盐留在溶液中，这确定了纯水中石膏的溶解度。然而，在液相中每一成分的摩尔总数为15.08，这是因为水的质量仅为0.9645kg（“溶液的定义”）。在形成石膏（CaSO4.2H2O）时，水从溶液中移除。因此，在批反应计算中，溶剂水的质量并不是常数；在溶解和沉淀相中，反应和水合作用可以增加或减少溶剂水的质量。所有批反应阶段的饱和指数绘于图5。在每一阶段，纯水与相在不同的温度下反应（反应并不累加）。PHREEQC缺省的数据块表明：在温度低于57℃时，石

7、膏是稳定相（饱和指数等于0.0）；在高于这个温度时，无水石膏是稳定相。表14—例2的选择性输出-------------------------------------------Beginningofinitialsolutioncalculations.-------------------------------------------Initialsolution1.Purewater-----------------------------Solutioncomposition-------------

8、-----------------ElementsMolalityMolesPurewater----------------------------Descriptionofsolution----------------------------pH=7.000pe=4.000Activityofwater=1.000Ionicstrength=1.001e-07Mas