Zur Lösungskinetik des Malachits

GEOLOGIE
 




 


Die Lösungskinetik des Malachits wurde für verschiedene initiale CO2- Partialdrucke in Abhängigkeit des Sättigungsgrads der Lösung untersucht. Die Versuche wurden an Hand eines Durchflußsystem, dem sogenannten Sättigungsrohr bei 20°C mit einer Durchflußrate von 125ml/h durchgeführt. Die Probennahme erfolgte entlang des Reaktionswegs in definierten Abständen. Für jede Probe wurde der pH-Wert, die Leitfähigkeit und die Kupferkonzentration bestimmt.

Vor Beginn der Versuche wurden an Hand der bekannten Gleichgewichtskonstanten der sich in der Lösung bildenden Karbonat- und Kupferspezies die zu erwartenden Sättigungskonzentrationen berechnet.

Die Ergebnisse zeigen für alle fünf untersuchten CO2-Partialdrücke einen ähnlichen Verlauf. Zu Beginn der Versuche nimmt die Konzentration stark zu, um dann mit schnell abnehmender Steigung sich dem Gleichgewicht zu nähern.

An Hand des Datensatzes von Symes & Kester (1984) wurde die Verteilung auf die in der Lösung vorkommenden Kupferspezies berechnet. Es fällt auf, daß für alle Versuchsreihen das unkomplexierte Kupferion (Cu2+) mit ca. 80% dominierend ist.

Ausgehend von der Auflösungsreaktion des Malachits wurde an Hand der gemessenen Sättigungskonzentrationen aller fünf Versuchsreihen die Gleichgewichtskonstante des Malachits neu bestimmt. Es ergibt sich ein Wert von lg KMa = -32,67 ± 0.28.

Im nächsten Schritt wurde k unter der Annahme einer 1. Ordnung Kinetik für den stationären Zustand ermittelt. Man erhält für die drei niedrigsten initialenPCO2 einen übereinstimmenden k-Wert, der dann bei den höheren initialen PCO2-Werten kontinuierlich zunimmt.

Des weiteren wurden die Auflösungsraten bestimmt. Der Sättigungszustand der Lösung wurde in Form der freien Enthalpie-Änderung (Delta G) dargestellt. Eine Auftragung der Auflösungsraten in Abhängigkeit von Delta G zeigt eine lineare Abnahme der Auflösungsraten in Richtung des Gleichgewichts. Diese Abnahme ist sehr nahe am Gleichgewicht fast ausschließlich durch die Zunahme der Oberfläche bedingt. Mit zunehmender Entfernung vom Gleichgewicht beginnt die Änderung der Cu-Konzentration eine größer werdende Rolle zu spielen.

zurück
letzte Änderung am 06.11.2006 ©

Geologie | Geolinks | Publikationen | Photogalerie | persönliches | home