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第一章 绪论1

第二章一些常用概念6

2.1 体系与环境6

2.2 相、组分7

2.3 状态、状态变量、状态方程8

2.4 化学位(μ)9

2.5 自由能11

一、自由能概念12

二、吉布斯(Gibbs)自由能(G)13

三、亥姆霍兹(Helmholtz)自由能14

四、自由能的特性15

2.6 化学位与自由能的关系16

2.7 焓和热容17

2.8 熵(S)20

2.9 吉布斯-亥姆霍兹方程式23

2.10 标准状态及数据表26

2.11 H、S和G与温度的关系28

一、焓与温度的关系28

二、熵与温度的关系32

三、自由能与温度的关系34

一、NG与压力的关系37

2.12 自由能与压力和温度的关系37

二、NG与压力和温度的关系38

2.13 自由能函数应用——计算反应的边界39

第三章变组成体系热力学44

3.1 变组成体系的状态变量及平衡判据44

3.2 溶液组分的化学位方程式47

一、溶液的概念47

二、蒸气压的热力学意义48

三、拉乌尔定律和亨利定律50

四、理想溶液52

五、实际溶液54

3.3 化学平衡、平衡常数和等温式61

一、化学平衡61

二、平衡常数的热力学推导62

三、反应等温式65

四、△G？在化学平衡中的作用68

3.4 平衡常数的不同表示式及相互关系68

一、气相反应69

二、液相反应70

三、多相反应70

一、K？的计算73

3.6 确定平衡常数的方法73

3.5 多重平衡规则73

二、K的测定74

3.7 温度、压力、浓度对K的影响74

一、温度对平衡常数的影响74

二、压力对平衡常数的影响77

三、浓度对平衡的影响80

3.8 吕·查德里原理80

3.9 电解质的活度及活度系数概念83

一、I-I价电解质83

二、多价电解质86

三、混合电解质89

四、混合电解质的离子强度90

3.10 确定电解质活度系数的方法90

一、实验值90

二、理论计算y±91

第四章电动势与化学平衡97

4.1 自由能与电动势的关系97

4.2 电动势方程式99

4.3 电动势加和规则及电极电位100

4.4 标准电极电位(??298)序表及其应用104

4.5 电动势与化学平衡108

第五章水-岩溶解平衡原理116

5.1 化学平衡与质量作用定律116

5.2 溶解度及溶度积常数118

一、溶解度原理118

二、溶度积常数120

5.3 影响矿物溶解度的因素122

一、溶液离子强度的影响122

二、盐效应126

三、同离子效应127

四、温度的影响128

5.4 气体的溶解度方程式130

5.5 饱和度133

第六章水化学平衡模式136

6.1 元素的化学形态136

6.2 平衡模式原理137

一、平衡模式概念137

二、模拟原理及平衡计算原则139

6.3 模式举例142

一、碳酸水溶液平衡模式142

二、碳酸水溶液-大气平衡体系147

三、液相-固相体系149

四、气-液-固三相体系151

五、NH4+-NO2--NO3-体系155

六、铀矿水化学模式应用158

6.4 水溶质数值模拟通论166

一、导言166

二、化学热力学平衡模拟归纳168

三、溶质迁移动力学模拟概念171

四、平衡模式与动力学模式的区别172

五、速度、平衡及反应类型175

7.1 pH180

一、酸和碱的本性180

第七章Eh和pH理论与应用180

二、酸或碱的强度——pH？标度183

三、形成天然水pH值的物质来源190

四、pH测量193

7.2 Eh197

一、天然水是一种氧化还原体系198

二、再谈天然水的Eh概念201

三、电子迁移的自由能(△G？)级图204

7.3 氧化还原平衡计算209

7.4 氧化还原平衡组成图解215

一、平衡组成的计算215

二、编制Fe3-—Fe2-体系的pC-pE图217

三、天然水的氧化还原稳定场218

四、硫体系的氧化还原平衡图220

7.5 pE(Eh)-pH图226

7.6 Eh-pH图的应用——研究矿物的溶解与生成条件233

7.7 Eh-pH-Pco2立体图243

7.8 温度对H2O的pH、Eh的影响249

一、温度对H2O的pH值的影响249

二、温度对Eh(或pE)值的影响251

7.9 Eh测井原理及要点252

8.1 引言256

第八章地下水成矿研究中的热力学分析(以铀为例)256

8.2 概述257

8.3 确定含铀水组成的简化模式259

8.4 温度对铀氧化程度的影响264

一、UO2-O2-U3O8体系的温度效应265

二、对于UO2-O2-UO3体系267

三、溶解态铀的氧化程度与温度的关系268

四、UO2-O2-CO2体系的温度效应269

8.5 温度对UO3-H2O体系的影响270

8.6 温度对UO2(OH)2-H2O体系的影响271

一、UO3-CO2-H2O体系272

8.7 温度对UO3，UO2(OH)2-CO2-H2O体系的影响272

二、UO2(OH)2-CO2-H2O体系273

8.8 压力对铀矿物可溶性的影响274

8.9 铀在地下热水中的搬运问题276

一、U4+和U(OH)40迁移的可能性276

二、U(IV)氟化物迁移形式讨论279

8.10 热水中U(IV)硫酸盐、氢氧化物的迁移形式讨论282

一、U(SO4)20(aq)与温度的关系282

二、U(IV)氢氧化物形式283

8.11 铀矿化类型分析285

一、沥青铀矿-赤铁矿286

二、沥青铀矿-黄铁矿292

三、沥青铀矿-硅化-萤石296

四、粉末状晶质铀矿化300

五、单一铀矿化306

8.12 某些围岩蚀变矿物的成因分析308

一、硅化309

二、萤石化311

三、黄铁矿化312

四、赤铁矿化与褐铁矿化312

五、高岭土化314

六、碳酸盐化315

8.13 简要归纳316

第九章喀斯特水化学中的热力学分析319

9.1 喀斯特水化学作用原理319

9.2 钙、镁碳酸盐的水溶态324

9.3 钙、镁碳酸盐的可溶性分析324

9.4 CO2(g)的溶解度方程式326

9.5 方解石在天然水中的饱和度327

9.6 水质分析检验332

一、汞的平衡模式334

10.1 环境元素化学形态研究的某些成果334

第十章热力学分析在环境水化学中的应用334

二、镉、铜等多金属-多配位体平衡模式337

三、缺氧水中微量金属的化学形态343

10.2 水文地球化学实验条件的确定345

结束语348

参考文献349

附录Ⅰ：SI制单位，某些换算系数及物理常数351

附录Ⅱ：某些化合物的溶度积(25℃)355

附录Ⅲ：某些溶解平衡常数(25℃)359

附录Ⅳ：化学热力学数据表364