岩矿水解实验

岩矿水解实验

岩石矿物的水解反应是岩石化学风化的主要机理之一。它的反应实质是伴随水的分解，水中的H+和OH-同岩石中的化学元素之间发生反应而产生新的酸和碱，从而改变溶液的酸碱度。反之溶液的pH值又可以影响矿物溶解和沉淀反应平衡的位置和方向。

本试验的目的就在于测定不同岩石和矿物溶解作用对地下水pH值的影响。强酸弱碱盐，强碱弱酸盐的溶解首先是电离作用，然后是水解作用，它们对地下水的pH值影响有时偏酸性，有时偏碱性。而弱酸弱碱盐的溶解主要是水解作用，它对地下水的pH值的影响主要取决于组成盐类的化学元素水解能力的相对强弱。通过试验使学生增加对上述问题的感性认识。

1.熟悉并掌握pH计的测定方法，准确测定岩石矿物试样的pH值。

2.说明不同的矿物水解时对pH值的影响。

3.了解同一矿物在不同时间水解时pH值的变化情况。

4.了解同一矿物不同浓度水解时pH值的变化情况。

矿物在溶解过程中与水溶液中H+和OH-离子发生的反应叫水解反应。矿物的水解反应按其化学成分的组成不同，可分以下几种:

1.强酸弱碱盐

如:硫酸铜(CuSO4)的水解

CuSO4→Cu2++SO42-(电离)

Cu2+是弱碱，与水发生水解反应。

Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2H+

通式:B++H2O=BOH+H+水解后使溶液的[H+]浓度升高，呈酸性。

又如:方铅矿(PbS)的水解:

PbS+O2+2H2O→Pb2++SO42-+4H+

2.强碱弱酸盐

如:花岗岩中的钠长石(Na[AlSi3O8])的水解

Na[AlSi3O8]→Na++[AlSi3O8]-

通式:MA→M++A-

弱酸根离子[AlSi3O8]-在水溶液中易与水发生水解反应:

[AlSi3O8]+8H2O=3H4SiO4+Al(OH)3+OH-

通式:A-+H2O=HA+OH-水解后使溶液中[OH-]浓度增加，呈碱性。

又如:方解石(CaCO3)的水解

CaCO3→Ca2++CO32-CO32-+H2O=HCO3-+OH-为主

HCO3-+H2O=H2CO3+OH-同样溶液中[OH-]浓度增加而呈碱性。

3.弱酸弱碱盐

如:醋酸铅[Pb(AC)2]水解

Pb(AC)2→Pb2++2AC-Pb2++H2O=Pb(OH)++H+AC+H2O=HAC+OH-

水解后溶液的酸碱性决定于Ka、Kb(弱酸和弱碱的电离常数)的相对大小，若KaKb，则溶液显酸性，若KaKb，则溶液显碱性。

4.强酸强碱盐

强酸强碱盐在水溶液中的溶解主要是电离作用，呈中性，对地下水的pH值没有影响。

如:NaCl→Na+Cl;KNO3→K+NO3

以上两种水溶液显中性

1.pH酸度计

2.台式天平

3.烧杯、玻璃棒

1.试样的制备

(1)将选好的试样粉碎、研磨(增加水和矿物的接触面积以加快反应)过筛(0.25mm孔径)备用。

(2)称取不同岩矿的试样3克，分别放入50ml烧杯中与除CO2的蒸馏水30ml(pH=6.6)混合，岩矿粉末与水的重量比为1:10用玻璃棒搅拌均匀制成水浊液，立刻测定，待读数指示稳定后读数。

2.要求:

(1)测不同矿物同一时间(溶解5分钟)时的水解pH值;(四类各选一种矿物)

(2)同一矿物不同浓度(加岩粉1g、3g、5g)的pH值(溶解5分钟);

(3)同一矿物不同时间间隔的pH值(溶解1分钟、5分钟、10分钟)。

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