化学侵蚀培训课件

化学侵蚀培训课件主要教学目标：分析化学侵蚀发生机制及其发展规律，阐述化学侵蚀形式及影响化学侵蚀的自然因素。使学生了解化学侵蚀分布范围。教学方法：以教师课堂讲授为主，学生自学、参阅课外书及野外实习为辅。主要内容：第一节水的化学作用岩溶作用的基本条件第一节水的化学性质一、水分子构成水的元素构成是氢和氧，其化学分子式用H2O表示，是一个键能很强的偶极分子，这是H与O原子的电子层结构决定的。在H－O键中共价键成分很高，其形式是等腰三角型，两个H－O键角为105°

此外，水分子间分子键强大，使水具有较高的溶点和沸点。这一特性使得自然界的水多数条件下以液态形态存在。离子健化合物在水中极易溶解。水中的各种溶质极易发生相互之间及其与水之间的各种化学反应，具有良好的对自然界物质的迁移、转化能力。即具有很强的溶解力。二、水中的溶解物质气体，在水循环过程中，大气中的N2、O2、CO2、Ar、He等气体都可能以不同的量溶于水中，在一些有机物富集的水体中，还常有CH4、H2、H2S等还原剂气体存在。三、

影响水溶解能力因素水的溶解能力受到溶质分子极性特征，温度、压力、水的pH值等因素的影响。1.溶质分子极性水分子是偶极性分子，如果某一物质的分子也是极性分子，当它作为溶质进入水中时，必然会与水分子形成某一种形式的化学键而产生水合离子，由此导致这种物质在水中有较大的溶解度。这就是所谓“相似相溶”的规律。2.温度气体的溶解度随温度的升高而减小（表8.1）。其原因在于当温度升高时，大部分溶解的气体会因获取了能量而导致动能增加，于是挣脱溶剂分子束缚向溶液外逸出。3.压力不同类型物质在水中的溶解度受压力影响的程度不同，固体物质受的影响小，而气体受的影响则十分显著。但总体而言，压力越大，物质在水中的溶解越大。气体在水中的溶解随压力的升高而增大，其原因在于：当与液体相接触的气体压力增大时，气体分子与液体表面的碰撞次数增加，气体分子被液体存获的速度加快，因此，溶解于水中的气体量也就增加了。在岩溶景观中，有一类现象称为泉华，即在地下水出口（泉口）处堆积大量的钙质、硅质成份。尤以钙华最为常见。究其原因，就是因为地下水流出地表时，压力骤降温度升高而使溶解的CO2逸出，进一步导致水中溶解的CaCO3成份发生沉淀所致。

4.pH值水溶液的酸碱度对物质在水中的溶解度有重大影响。常温常压下，纯水的pH值为7，天然水的pH值一般在4到9之间变动。第二节岩溶作用的基本条件一、岩石的可溶性可溶性岩层是发生溶蚀作用的必要前提，一般质纯，层厚的石灰岩岩溶十分发育。岩石的可溶性是指构成岩石的所有矿物或部分矿物的可溶性。岩浆岩主要由硅酸盐矿物组成，难溶于水。变质岩除大理岩外，也难以被水溶解。这就决定了地表水、地下水在岩浆岩和绝大多数变质岩分布地区难以进行化学溶蚀作用。而化学沉积或生物沉积的碳酸盐类岩石，硫酸盐类岩石便成为溶蚀作用的主要对象。二、岩石的透水性

水要在岩石中运动，就要受到岩石透水性的限制。可溶性岩石的透水性。主要取决于岩石的孔隙度和裂隙发育及连通情况。岩石中的孔隙及裂隙的存在，一方面可以为水流提供通路，另一方面也增大了岩石与水的接触面积，使溶蚀作用更快和更容易发生。碳酸盐类岩石中有许多原生孔隙，如颗粒之间的孔隙，或生物骨架间、生物体腔间的孔隙，还有晶粒之间的孔隙。测量岩石的比重和容重，可以得到该岩石的孔隙度。石灰岩的孔隙度一般在0.2%～34%之间，变化非常大。碳酸盐岩的初始透水性取决于原生孔隙，但这些孔隙比较细小，连通性不好，所以对岩石透水性起的作用不如裂隙大。具溶蚀能力的水，首先沿裂隙进入岩石内部，在不断进行溶蚀循环的情况下，裂隙逐步扩大。裂隙越发育，水循环条件越好，溶蚀条件也越好。因而裂隙密集带和未胶结的断层破碎带都是岩溶发育的有利地段。三、水的溶蚀力近年来的研究表明，碳酸盐的溶解是涉及气、液、固三相体系化学平衡的复杂过程，仅以CaCO3为例来看，其溶解要受到水中CO2含量、温度、压力及水的pH值影响。1.CO2气体对水溶蚀力的影响水对碳酸盐岩的溶蚀力，主要取决于其所含的CO2。CaCO3在含有不同CO2水中的溶解度是极不相同。水中CO2含量越高，CaCO3的溶解度越大。

除了水中溶解CO2生成的碳酸，其它酸类同样解离H+而提高水中CaCO3的溶解度。天然条件下，对提高水的溶蚀能力有意义的是植物腐殖质产生的有机酸。2.温度和压力的影响温度和压力对碳酸盐类被水溶蚀的能力大小的影响主要是