Гідрогеохімія (геохімія підземних вод): Навчальний посібник, страница 42

Стійкість комплексів визначається, у відповідності до закону діючих мас, константою нестійкості. Остання є співвідношенням добутку концентрацій простих іонів. Наприклад, константа нестійкості комплексу [HgJ₄]^2- дорівнює

Чим меншою є величина цієї константи (тобто, чим більшим є число, що стоїть зі знаком «-» у показнику ступеня), тим міцнішим буде даний комплекс.

За К. Яцимирським, зменшення стійкості комплексів, які утворюються елементами у водних розчинах, виражається рядами:

для трьохвалентних катіонів:

Ti > Bi > Sb > Fe > Cr > Al; для двохвалентних катіонів:

Hg > Pd > Cd > Pb > Cu > Zn > Ni > Co > Fe > Mn > Mg;

для одновалентних катіонів:

Au > Ag > Cu > Na.

Існує залежність між константою нестійкості комплексу і добутком розчинності гідроокисей елементів: чим нижчою є величина останнього, тим стійкішим буде комплекс. Оскільки існує зв’язок між концентрацією іонів і величиною окислювально-відновлювального потенціалу, то константа нестійкості також пов’язана з Eh: чим нижчою є константа нестійкості тим меншим є окислювально-відновлювальний потенціал системи.

Серед комплексів особливе місце займають комплекси металів з органічними аддендами – хелати. У таких комплексах радикали молекул органічної речовини начебто охоплюють «клешнями» неорганічний іон. Утворення хелатів є характерним для заліза, цинка, марганця, міді і багатьох інших металів. Як приклад наведемо мідну сіль амінооцетової кислоти

Більшість хелатів добре розчиняється у воді, що збільшує міграційну активність низки металів. До хелатів належать хлорофіл, гемоглобін та ін., які відіграють велику роль у житті рослин та тварин. Метали, що містяться у хелатах, можуть обмінюватися на поглинені катіони ґрунтів і тому є доступними для рослин.

Все сказане вище про форми міграції електролітів у водних розчинах свідчить про велику складність будови істинних розчинів.

Навіть для таких широко розповсюджених у природних водах (і найбільш вивчених) компонентів, як карбонатний, гідрокарбонатний сульфатний аніони, а також катіони кальцію, магнію і натрію, конкретний стан у розчині значною мірою залежить від концентрації останнього. У простій іонній формі вони присутні лише у розбавлених розчинах (при іонній силі менше 0,05). Зі зростанням концентрації спостерігається взаємодія іонів і утворення іонних пар. У висококонцентрованих розсолах взаємодія проявляється достатньо широко.

Якщо взяти до уваги, що зі зміною температури і тиску відбувається перебудова структури води, то уявлення про форми міграції ще більше ускладнюються. Для пересічної більшості компонентів природних вод форми міграції залежать ще й від рН –Eh середовища. Багато з них мають здатність до комплексоутворення.

Колоїдна форма міграції. Ця форма є характерною для підземних вод зони гіпергенезу. Під колоїдами розуміють такий стан речовин у розчині, при якому частки відрізняються дуже повільною дифузією. Вони не здатні проходити крізь перепонки, хоча добре фільтруються крізь фільтрувальний папір. Ці частки можна побачити у мікроскопі. Основною властивістю колоїдних розчинів є термодинамічна нестійкість. Іноді вистачає незначних змін зовнішніх умов, щоб розчинена речовина випала в осадок, який має назву гідрогелю.

Нагадаємо, що причиною особливої поведінки колоїдів і розчинів, які вони утворюють, є розміри часток, наявність у них заряду і велика питома поверхня.

За розмірами колоїди займають проміжне положення між молекулами і іонами, з одного боку, та частками суспензій – з іншого. На відміну від перших колоїди  характеризуються існуванням поверхні розділу між частками та водним середовищем, тобто колоїдні розчини належать до гетерогенних систем.