Гідрогеохімія (геохімія підземних вод): Навчальний посібник, страница 32

Для прісних вод віднесення вмісту іонів до одиниць маси (1 кг) або до одиниці об’єму (1 л, 1 дм³)води не має суттєвого значення, але для розсолів ці співвідношення вже суттєво розходяться. При переході від складу води, що віднесений до одиниці об’єму, до складу, що віднесений до одиниці маси, вміст окремих іонів необхідно розділити на щільність води, а у протилежному випадку – помножити її на щільність.

При всіх гідрогеохімічних дослідженнях результати аналізу вод обов’язково приводяться у іонній формі. Ця форма є вихідною для отримання інших форм. Проте іонна форма не охоплює розчинені гази та деякі речовини, що містяться у воді у вигляді колоїдів (органічні колоїди та ін.).

Еквівалентна форма зображення дає можливість отримати більш точне уявлення про їхній хімічний склад, дозволяє з’ясовувати походження підземних вод, контролювати результати аналізу і рахувати вміст деяких іонів без безпосереднього їхнього визначення (звичайно таким шляхом знаходять вміст іона натрію).

Взаємовідношення окремих іонів у розчині не виражається співвідношенням їхніх мас. Іони реагують між собою не рівними масами, а у певних кількостях, що залежать від маси та валентності іонів: наприклад іон Na⁺ реагує з іоном Cl^- не у кількості 1 г Na⁺ на 1 г Cl^-, а у еквівалентних співвідношеннях – 1 еквівалент Na⁺ на 1 еквівалент Cl^-.

Еквівалентом іону називається частка від поділу іонної маси на валентність іону. Наприклад, еквівалент іону Na⁺ дорівнює 23/1, а еквівалент іону Cl^- - 35,5/1 (приблизно) звідки на 23 одиниці маси іону Na⁺ припадає 35,5 одиниць Cl^-.

Для переходу від іонної форми до еквівалентної необхідно вміст іону, що виражений у міліграмах або грамах, поділити на величину еквівалента іону (або помножити на коефіцієнт, який представляє зворотню величину вмісту іону) (табл.. 2,6).

Таблиця 2.6

Коефіцієнти для перерахунку вмісту головних іонів у воді з міліграмів у міліграм-еквівалент

Поділивши величину вмісту іону у певній кількості води на еквівалент іону (табл. 2.7), одержують вміст іону відповідно у міліграм-еквівалентах (мг/екв) або у грам-еквівалентах (г/екв) на ту ж кількість води. Так вміст іону Са²⁺, що дорівнює 40 мг на 100 г води у еквівалентній формі буде дорівнювати 2 мг/екв Са²⁺ на 100 г води.

Таблиця 2.7

Величина вмісту іону у певній кількості води на еквівалент іону

Якщо вміст будь-якого іону виражають в еквівалентній формі, то перед символом іону ставлять знак Z (величина, що реагує), наприклад: Z Cl^-, Z Cа²⁺ і т.ін.

Сума катіонів, що виражена у еквівалентній формі (∑Z_к ), дорівнює відповідно вираженій сумі аніонів(∑Z_а ), тобто:

(∑Z_к ) = (∑Z_а ).

Використовуючи це рівняння і маючи дані про вміст у воді п’яти головних іонів, окрім Na⁺, встановлюють за різницею вміст у воді і шостого з головних іонів природних вод – іона Na⁺. При цьому решта інших іонів не береться до уваги, оскільки їхній вміст майже завжди є незначним. Вміст іона Na⁺ визначається за формулою:

ZNa⁺ = ∑Z_а – (Z Cа²⁺ + Z Mg ²⁺).

Для визначення вмісту іона натрію у іонній формі величину, що отримана для ZNa⁺ множать на еквівалент іона.

У таблиці 2.6. наведено величини еквівалентів іонів, які найчастіше зустрічаються у водах нафтових та газових родовищ.

Процент-еквівалентна форма може бути отримана з еквівалентної. Вона представляє собою відносний метод відображення складу води, що показує не вміст тих або інших іонів у тій чи іншій кількості води, а лише відносну долю, яку займають різні іони в усій іонно-сольовій масі, що міститься у воді. Суми усіх іонів, взятих в еквівалентній формі, приймають за 100 %.