Page 45 - 4497

3+
3+
2+
можуть свідчити також мінерали Мn , V , Сг , сульфіди, уранові черні, а про окислювальні
4+
- мінерали Мn (піролюзит, вад), ванадати, арсенати, молібдати, вольфрамати, хромати,
уранові слюдки, карбонати і сульфати.
За О. І. Перельманом за величиною окислювально-відновного потенціалу виділяють
такі типи середовищ:
6+
5+
6+
6+
6+
5+
4+
3+
3+
4+
1) ультраокислювальні (присутні Cr , Se , U , Mo , V , N ,Tl , Mn , Ti , Fe ,
3+ 2+
Co , Cu ) характерні для лужних грунтів сухих степів і пустель, содових озер;
6+
6+
4+
3+
2+
2) окислювальні (Fe , Mn , U , Mo ,Cu ) – типові для океанів, річок, озер з вільною
аерацією;
3+
6+
2+
6+
2+
3) слабко окислювальні (Fe , Mn , U , Mo ,Cu ) - характерні для підземних вод в
скельних породах;
3+
2+
2+
4) слабко відновні (Fe , Fe , Mn ) - властивімагмі та деяким підземним водам;
2+
5) відновні (Fe ) - які домінують у сірководневих мулах морів та солоних озер,
болотах, а також у сірководневих гідротермах та на Місяці;
0
0
0
6) сильно відновні (Fe , Si Al ) – що, мабуть, характерні для земного ядра, низів
0
мантії, метеоритів, а також деяких газотерм у земній корі (з Al ).
Величину вірогідного окислювально-відновного потенціалу підземних вод за різних
концентрацій компонентів можна розрахувати за формулою:

, 0 059 a , 0 059 m
0
Eh  E  lg ок  pH 8.1
n а n
від
0
де E – стандартний потенціал реакції, n, m - число електронів і протонів, що беруть
участь в реакції; a ок, a від - активності окислених і відновлених форм компоненту. Це ж
рівняння можна застосовувати при визначенні співвідношень між концентраціями окислених
і відновлених форм компонентів за відомих значень Eh та для побудови діаграм стійкості
мінералів та комплексних іонів в координатах Eh-рН.
Окислення і відновлення можуть відбуватися і за негативних, і за позитивних значеньх
окислювально-відновного потенціалу підземних вод. Наприклад, близьке до нейтрального
середовище з Eh, рівним +0,3 В, є окислювальним для з’єднань сірки, міді, заліза, але не є
таким для з’єднань марганцю, велика частина активності якого в цих умовах перебуває в
двовалентній формі. Але кисле середовище (рН<2) при Eh=+0,7 В є формально відновним для
3+
заліза (для окислення до Fe в цьому середовищі необхідний Eh=+0,77 В) і окислювальним
для міді, оскільки для її відновлення в кислому середовищі необхідний Eh=+0,16 В. Тобто
класифікація природних геохімічних обстановок на окислювальні і відновні є коректною,
лише якщо йдеться про конкретні елементи.
+
Оскільки природні окислювально-відновні процеси відбуваються за участі Н то Еh, за
якого відбувається окислення з’єднань якого-небудь елементу, зменшується із зростанням
pH. Так як при збільшенні рН потенціали багатьох систем зменшуються швидше, ніж
потенціал кисню, то процеси окислення багатьох речовин в лужному середовищі
відбуваються легше і енергійніше, ніж у кислому. Наприклад, двовалентне залізо дуже легко
окислюється в тривалентну форму в лужних водах (Eh<0), але дуже важко в кислих
(Eh>0,700 мВ).
Компоненти хімічного складу, вплив яких на величину окислювально-відновного
потенціалу підземних вод є вирішальним, називають потенціал формуючими. Щоб
виконувати роль потенціал формуючої системи хімічні елементи змінної валентності повинні
мати значну масу в породах і підземних водах, а реакції їх різновалентних форм з
різновалентними формами інших елементів повинні відбуватись досить швидко і
термодинамічно зворотно. Віднесення певної окислювально-відновної системи до потенціал
44