Mineralauflösung und Fällung

aqion_mineral_phases

Die obere Checkbox Minerale im Eingabe- bzw. Startfenster von aqion öffnet die Mineralphasen-Tabelle – siehe Bild rechts. In diese Tabelle lassen sich vorgeben:

  • die Menge des Minerals in mmol/L (als Startmenge für die Mineralauflösung
  • der Sättigungsindex SI

Die Werte-Eingabe erfolgt mit einem Doppelklick auf die Zeile des jeweiligen Minerals.

Das Bild rechts zeigt ein Beispiel, bei dem 20 mmol/L Gips als Startmenge für eine Gleichgewichtsrechnung vorgegeben ist.

Zwei typische Anwendungsfälle sind:

Die vollständige Tabelle aller in aqion verwendeten Festphasen ist hier zusammengestellt (ca. 100 Minerale).

Sortierung. Klickt man im Tabellenkopf auf Mineral oder auf Formel, so werden die Mineralphasen alphabetisch geordnet:

  • Mineral – nach dem Namen des Minerals
  • Formel – nach der chem. Formel des Minerals

Chemisches Gleichgewicht

In die Gleichgewichtsberechnung werden nur diejenigen Minerale einbezogen, die mit einem Häckchen links in der Tabelle aktiviert sind. Auf diese Weise kann man je nach Aufgabenstellung festlegen, welche Festphase überhaupt ausfallen darf.

Per Voreinstellung ist nur eine Untermenge aller vorhandenen Festphasen aktiviert (diese Auswahl ist mit einem ‘x’ in den Tabellen hier markiert). Es handelt sich dabei meist um Festphasen mit einer relativ schnellen Auflösungs- bzw. Fällungskinetik. Darunter sind z.B. Calcit, Gips, Hydroxide und andere amorphe Festphasen.

Konfiguration. Hat man eine bestimmte Auswahl an Festphasen getroffen (und durch Häkchen markiert), dann bleibt diese Einstellung bis zum Programmende bestehen. Beim nächsten Programmstart kehrt das Programm automatisch zu den Vorgabewerten zurück.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die vorgenommenen Einstellungen “dauerhaft” zu speichern. Dazu benutze man das Konfigurationsfenster unter Einstellungen in der oberen Menüleiste.

Mineralfällung

Die Einbeziehung des Minerals in die Berechnung (durch Markieren des Kontrollkästchens) ist notwendig, aber nicht hinreichend, damit dieses Mineral auch tatsächlich ausfällt. Erst wenn der Sättigungsindex größer Null wird (Zustand der Übersättigung, SI > 0), erlaubt die Thermodynamik, dass das Mineral ausfällt. Es fällt dann (nur) soviel an Feststoff aus, bis der Sättigungszustand (SI = 0) erreicht ist.

Mineralauflösung

Damit ein Mineral sich auflöst, müssen drei Bedingungen erfüllt sein:

  1. Einbeziehung des Minerals in die Berechnung (durch Markieren des Kontrollkästchens)
  2. Vorgabe einer Startmenge in mmol/L
  3. die Lösung muss bzgl. dieses Minerals untersättigt sein (SI < 0)

Von der vorgegebenen Startmenge wird nur soviel aufgelöst, bis der Sättigungszustand erreicht ist (SI = 0). Ist die Startmenge zu klein, dann wird alles aufgelöst, ohne den Sättigungszustand zu erreichen.

In manchen Fällen würde man gern wissen, was mit der Lösung und dem pH-Wert passiert, wenn eine exakt definierte Menge eines bestimmten Minerals gelöst wird. Zu diesem Zweck nutze man die erzwungene Mineralauflösung.

[last modified: 2014-01-18]