174 
Глава 7
мались во внимание при изучении главных элементов в обстановках, не нару-
шенных сельскохозяйственными или крупномасштабными лесозаготовитель-
ными работами.
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАССМОТРЕНИЕ
В этом разделе анализируются химические равновесия между минералами
и природными водами и делается попытка оценить, насколько природные воды
могут рассматриваться как равновесные системы. Начнем с реакции калиево-
го полевого шпата и воды. Хелгесон и др. [155] подошли к этой проблеме как
к примеру использования общих уравнений, выведенных Хелгесоном [151], для
необратимого массопереноса. Главное предположение, на котором основыва-
лись расчеты, состояло в том, что между раствором и вторичными минерала-
ми непрерывно поддерживается химическое равновесие. Предполагалось так-
же, что продуктами изменения минералов являются определенные твердые фа-
зы с фиксированным составом. Более простое (хотя и менее общее) решение
вопроса сбстоит в последовательном растворении в дистиллированной воде
небольших количеств калиевого полевого шпата, причем после каждого его до-
бавления система приходила в состояние химического равновесия. Происходя-
щие в системе химические изменения могут быть наглядно показаны ча диаг-
рамме устойчивости, обсуждавшейся в гл. 5 (рис. 7.7).
Сначала полевой шпат должен полностью раствориться:
КАМ О. + ВНО 
= К + А](ОН);' + 3н50
В какой-то момент (точка А на рис. 7.7) раствор станет насыщенным по отно-
шению к гиббситу, и калиевый полевой шпат превратится в гиббсит:
КА]ЗіЗО8 + 8Н,О 
= А1(ОН) ‚ + К" 
+ ОН”+ ЗН 50 ,.
Высвобождение К”, ОН”и Н дЗіО „ вызовет изменение состава раствора на
отрезке АВ. В точке В раствор достигнет равновесия с каолинитом. Состав
раствора не может выйти за пределы поля устойчивости гиббсита, пока пос-
ледний остается в системе, поэтому дальнейшее добавление калиевого поле-
вого шпата должно привести к реакции с ранее образованным гиббоитом, про-
дуктом которой является каолинит:
. 
. 
+ 
—
2КА151,308 + 4А1(ОН)З + НО =3А1251205(0Н) аТ аК’ 
+ 2ОН
Другой анализ этой реакции состоит в том, что рассматривается реак-
ция калиевого полевого шпата с водой, сопровождающаяся высвобождением
ионов и Н а>0 „. Поскольку концентрация Н а510 „ в растворе не может увели-
чиваться в присутствии гиббсита, освобождающаяся Н,5:0 д будет расходо-
ваться на превращение гиббсита в каолинит. Состав раствора должен изме-