Условия образования и химические особенности соединений

Описательная часть
292
грунтовых вод. Кора выветривания горных пород вместе с зонами окисле
ния рудных месторождений является главной ареной химических реакций,
приводящих к новообразованиям, среди которых доминирующую роль
играют окислы и гидроокислы металлов.
Весьма существенное значение при этом имеют не только свободный
кислород воздуха, проникающий с поверхности в земную оболочку, но
также дождевые просачивающиеся воды с растворенными в них кисло
родом и углекислым газом. Установлено, что в дождевой воде, насыщен
ной воздухом, на 1 л в среднем приходится 25–30 см
3 
газа, в составе кото
рого около 30 % кислорода, 60 % азота и 10 % углекислоты. Если мы
сравним эти данные с составом воздуха, то увидим, что дождевая вода
значительно обогащена кислородом и особенно углекислотой. По мере
того как эта дождевая вода спускается к уровню грунтовых вод, ее окис
ляющее действие постепенно ослабевает. Свободный кислород по пути
просачивания дождевой воды расходуется на окислительные реакции.
Особенно сильно этот расход проявляется при окислении сульфидов и
им подобных соединений с образованием на первой стадии сернокислых,
мышьяковокислых и прочих солей.
Сравнительно легко подвергаются окислению также такие кислород
ные соединения, входящие в состав горных пород и руд, которые в своем
составе содержат какиелибо металлы в низших степенях валентности,
например Fe
2+
, Mn
2+
, V
3+
 и др. В процессе окисления эти металлы перехо
дят в ионы высших валентностей, но меньших по размерам, вследствие
чего силы связей в кристаллических структурах ослабляются. Это в кон
це концов приводит к полному разрушению окисляющихся кристалли
ческих веществ с образованием новых как растворимых, так и нераство
римых в воде соединений.
Образующиеся первоначально при этих процессах соли (сульфаты, кар
бонаты и др.) с той или иной скоростью вступают в реакцию с водой, подвер
гаясь разложению или, как говорят, гидролизу, в результате чего ряд катио
нов металлов выпадает в виде труднорастворимых в воде гидроокислов.
Известно, что поведение ионов в растворах находится в соответствии
с ионными потенциалами Картледжа, величины которых выражаются
отношением заряда к ионному радиусу (W : R
i
). Приведем список катио
нов, образующих труднорастворимые гидроокислы, в виде диаграммы
(рис. 142), в которой катионы расположены в порядке увеличения валент
ности (вправо) и размеров радиусов ионов (вниз). Область катионов,
склонных образовывать гидроокислы и окислы, на этой диаграмме очер
чена с двух сторон пунктирными линиями.
Влево от этой области располагаются катионы сильных металлов
с 8электронной конфигурацией во внешней оболочке, т. е. щелочей и от
части щелочных земель (с ионными потенциалами меньше 2,0). Эти ионы,
как мы знаем из химии, легко удерживаются и переносятся в водных раст

жүктеу/скачать 4,45 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: