Mineralauflösung und Fällung

aqion_mineral_phases

Die Mineral-Tabelle im rechten Bild öffnet man mit der Checkbox Minerale im Hauptfenster von aqion. In diese Tabelle lassen sich vorgeben:

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:

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

Minerale im chemischen Gleichgewicht

Die thermodynamische Datenbank von aqion verfügt über 250 Minerale. Die Tabelle im oberen Bild listet aber nur die Minerale, die in die Gleichgewichts­rechnungen auch tatsächlich einbezogen werden.

Per Voreinstellung ist dies nur eine “kleine” Untermenge aller vorhandenen Minerale (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.

Die Auswahl der “aktiven Mineralphasen” kann der Nutzer ändern. Dazu benutze man das Konfigurationsfenster unter Einstellungen in der oberen Menüleiste.

Mineralfällung

Damit ein Mineral ausfällt, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

  1. Das Mineral muss als “aktive Mineralphase” gelistet sein (um in die Gleichgewichts­rechnung einzugehen).
  2. Sättigungsindex: SI > 0

Erst wenn der Sättigungsindex größer Null wird (Zustand der Übersättigung), erlaubt die Thermodynamik, dass das Mineral ausfällt. Es fällt dann (nur) soviel an Feststoff aus, bis der Sättigungszustand (SI = 0) erreicht ist.

Das alles geschieht automatisch (sofern man Standardaufgaben löst); der Nutzer braucht sich um nichts zu kümmern.

Mineralauflösung

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

  1. Das Mineral muss als “aktive Mineralphase” gelistet sein (um in die Gleichgewichts­rechnung einzugehen).
  2. Vorgabe einer Startmenge in mmol/L (siehe Bild oben)
  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 je 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: 2020-08-09]