- •1.Основные этапы развития геохимии
- •2.Задачи геохимии
- •3.Строение атома
- •4.Типы химической связи
- •5.Гомодесмические и гетеродесмические структуры
- •7.Геометрические типы структур
- •Радиоактивность
- •9.Типы радиоактивного распада
- •10.Радиогенные изотопы
- •11. Закон радиоактивного распада, период полураспада
- •12.Радиогенные изотопы как трассеры геохимических процессов
- •13.Методы определения абсолютного возраста.
- •14.Методы датирования по обычному свинцу
- •17.Классификация силикатов и алюмосиликатов
- •18. Силикаты с непрерывными цепочками или лентами тетраэдров SiO4
- •19. Номенклатура пироксенов
- •20. Силикаты со сдвоенными анионными цепочками
- •21.Силикаты с непрерывными трехмерными каркасами из тетраэдров (Si, Al) o4
- •22.Правило фаз Гиббса
- •23. Однокомпонентные системы
- •24.Двухкомпонентные системы при отсутствии твердых растворов и соединений
- •25.Двухкомпонентная система при отсутствии твердых растворов с промежуточным соединением
- •26. Двухкомпонентные системы с соединением плавящимся инконгруэнтно
- •27.Диаграммы двухкомпонентных систем с твердыми растворами.
- •28. Астероиды
- •29. Классификация метеоритов
- •30. Происхождение Солнечной системы
- •31. Планеты земной группы
- •32. Планеты-гиганты
- •33. Хондритовая модель происхождения Земли
- •34. Происхождение Луны
- •35. Образование слоистой структуры Земли
- •36.Ядро и мантия Земли
- •37.Космохимическая оценка состава мантии.
- •38.Номенклатура ультраосновных пород
- •39.Причины существования скачков в скоростях распространения сейсмических волн в мантии.
- •40.Факторы, контролирующие распределение элементов между корой и мантией.
- •41. Свидетельства мантийной гетерогенности.
- •42. Причины химических вариаций в мантии
- •43. Геохимические отличия базальтов срединно-океанических хребтов от базальтов океанических островов.
- •44. Минералы земной коры
- •45. Классификации вулканических и плутонических пород
- •46.Фации метаморфизма
- •47.Строение континентальной коры
- •48. Методы оценки состава верхней коры
- •49.Средняя континентальная кора
- •50.Нижняя континентальная кора
- •51.Образование континентальной коры
- •52.Происхождение адакитов
- •53.Происхождение тоналит-трондьемит-гранодиоритовой серии
- •54.Проблема формирования гранитоидов
- •55. Состав и строение атмосферы Земли
- •56.Происхождение атмосферы Земли.
- •57.Атмосфера на ранней стадии развития Земли
22.Правило фаз Гиббса
Энергией Гиббса (или потенциалом Гиббса, или просто термодинамическим потенциалом в узком смысле) называют термодинамический потенциал следующего вида: G=U+PV-TS.
Внутренняя энергия тела (обозначается как E или U) — полная энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Следовательно, внутренняя энергия складывается из кинетической энергии хаотического движения молекул, потенциальной энергии взаимодействия между ними и внутримолекулярной энергии.
Фазой называется совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых во всех точках по составу и по всем химическим и физическим свойствам (не зависящим от количества вещества) и ограниченных от других частей некоторой поверхностью (поверхностью раздела).
Правило фаз
Число степеней свободы равновесной термодинамической системы, на которую из внешних факторов влияют только давление и температура, равно числу независимых компонентов системы плюс два минус число фаз.
f = n + 2 - k
f – число степеней свободы;
n – число компонент в системе;
k – числ фаз.
Условием равенства в гетерогенной системе, состоящей из нескольких компонентов, является равенство факторов интенсивности, характеризующих состояние каждой из фаз.
Факторами интенсивности многокомпонентной системы являются температура, давление и химические потенциалы каждого из компонентов.
23. Однокомпонентные системы
На фазовых диаграммах однокомпонентных систем поля, по правилу фаз, соответствуют однофазным состояниям, линии, разграничивающие их — двухфазным, точки пересечения линий — трёхфазным (эти точки называют тройными точками).
Д вухфазные линии, как правило, либо соединяют две тройные точки, либо тройную точку с точкой на оси ординат, отвечающую нулевому давлению. Исключение составляет линия жидкость-газ, заканчивающаяся в критической точке. При температурах выше критической различие между жидкостью и паром исчезает.
24.Двухкомпонентные системы при отсутствии твердых растворов и соединений
Двойные системы. Состояние двойной системы определяется тремя независимыми параметрами - Т, Р и содержанием х одного из компонентов, поэтому диаграмма состояния такой системы трехмерна. Обычно принимают постоянными Т или Р и рассматривают соответствующие плоские сечения диаграммы состояния, называемые соотв. изотермич. (р — х)или изобарными (Т — х)диаграммами состояния. В конденсир. системах роль давления сравнительно невелика и в качестве параметров состояния обычно выбирают Т и состав (концентрацию одного из компонентов).
Диаграммы плавкости. Такие диаграммы состояния служат для установления условий равновесия между твердыми и жидкими фазами. Рассмотрим их осн. типы. Простейший вариант соответствует случаю, когда компоненты А и В образуют одну жидкую фазу (расплав или р-р), при охлаждении к-рой только выделяются (кристаллизуются) индивидуальные в-ва (не образуются ни твердые р-ры, ни хим. соед-я).
Диаграмма плавкости двойной системы, компоненты к-рой А и В не образуют твердых р-ров. L - область существования жидкости (расплава), (L + SA) и (L + SB) области сосуществования жидкой фазы и твердых А и В соотв.; (SA + SB) область существования мех. смеси твердых А и В. ТАETВ и MEN - линии ликвидуса и солидуса соотв., E-эвтектич. точка. С, D, F, G, О и Q фигуративные точки (пояснения в тексте).
На диаграмме состояния (рис.) линия, изображающая зависимость от состава т-ры начала выделения из жидкой фазы твердого компонента (начала равновесной кристаллизации), наз. линией ликвидуса. Она состоит из двух ветвей ТАЕ и ТВЕ, отграничивающих фазовое поле жидкости L от полей сосуществования жидкой фазы с твердыми А и В соотв. (поля L + SA и L + SB). Линия, изображающая зависимость от состава т-ры окончания равновесной кристаллизации при охлаждении (или начала плавления при нагр.), наз. линией солидуса.
Ниже нее расположено фазовое поле SA + SB твердого состояния системы, отвечающее условиям сосуществования двух твердых фаз. Происходящие в системе фазовые изменения описываются след. образом. При охлаждении жидкой фазы, напр., из начального состояния С, фигуративная точка системы в целом движется вниз вдоль прямой CG. В точке ее пересечения с линией ликвидуса начинается кристаллизация компонента В, система становится двухфазной и дивариантной или, поскольку давление фиксировано, условно моновариантной. По мере кристаллизации В жидкость обогащается компонентом А, ее состав изменяется по ветви ликвидуса и по достижении системой состояния, изображаемого, напр., фигуративной точкой D, жидкой и твердой фазам соответствуют фигуративные точки О и Q. Прямые, соединяющие фигуративные точки двух находящихся в равновесии фаз, наз. нодами (или коннодами); горизонтальные ноды, подобные OQ, можно провести через любые точки фазовых полей, отвечающих гетерог. состояниям системы. При выражении состава в массовых (молярных) долях отношение отрезков OD и DQ пропорционально отношению масс (чисел молей) твердой и жидкой фаз (т. наз. правило рычага). Оно позволяет рассчитать по диаграмме состояния относительные кол-ва фаз при любой т-ре, чтобы, напр., определить полноту кристаллизации или степень извлечения данного компонента из жидкой фазы в твердую. В точке F пересечения прямой CG с линией солидуса начинается кристаллизация компонента А. Система становится трехфазной (жидкость и две твердые фазы А и В) и моновариантной (условно нонвариантной), т.е. при постоянном давлении совместная кристаллизация двух твердых фаз (т. наз. эвтектич. кристаллизация) протекает при постоянных т-ре и составе жидкой фазы, отвечающих координатам эвтектич. точки Е. После завершения эвтектич. кристаллизации система состоит из двух твердых фаз и является дивариантной (условно моновариантной). В обсуждаемом случае система после затвердевания состоит из относительно крупных кристаллов В и мелкодисперсной смеси совместно возникших при эвтектич. кристаллизации кристаллов А и В; такую смесь наз. эвтектикой. Если исходная жидкость имела эвтектич. состав, продукт ее затвердевания - мелкодисперсная эвтектика без примеси крупных кристаллов к.-л. из компонентов. При нагр. смеси твердых А и В описанные явления протекают в обратной последовательности: изотермич. образование жидкости эвтектич. состава вплоть до исчерпания к.-л. из твердых компонентов и растворение в жидкости оставшегося твердого компонента при дальнейшем повышении т-ры, к-рое завершается по достижении фигуративной точкой системы линии ликвидуса.