Náttúrufræðingurinn - 1997, Page 38

í vatninu er lítill, þ.e. styrkur vatnsins er ~ 1
má rita jöfnu (19) þannig:
Ka,bít= [Na+] [Al(OH)-] [H4SiO°]3 (20)
Þegar allar tölur í hægri hlið jöfnu (20)
standa fyrir styrk uppleystra efna nefnist
hún lausnarmargfeldi.
Ef natríum, ál og kísill væru efnagreind í
vatni og í Ijós kæmi að margfeldi mælds
styrks einstakra efna í vatninu, þ.e. [Na+]
[Al(OH)4] [H4SíO°]3 væri minna en jafn-
vægisfastinn Ka|bft væri vatnið undirmettað
af albíti. Væri margfeldi [Na+] [Al(OH)"]
|H4Si04]3 jafnt og Kalbít ríkti jafnvægi milli
albíts og vatnslausnar. Væri margfeldið
[Na+] [AI(0H)4][H4Si04]3 hins vegar stærra
en Ka|b(t væri vatnslausnin yfirmettuð m.t.t.
albíts. Mælt lausnarmargfeldi er oft táknað
með Q en jafnvægisfastinn með K.
Við jafnvægi er K=Q. Fyrir undirmettaða
lausn er Q < K en Q > K fyrir yfir mettaða
lausn.
Vatn sem er undirmettað af steind hefur
tilhneigingu til að leysa hana upp en fella
hana út ef það er yfirmettað af henni. Jafn-
vægi er það ástand þegar engin tilhneiging
er til breytinga, þ.e. hvorki til leysingar né
útfellingar. Leysing leiðir til hækkunar á
styrk uppleystra efna í vatninu en útfelling
til lækkunar. Öll efnahvörf valda breytingum
í átt til efnajafnvægis.
Við leysingu á steindum í bergi eykst
styrkur uppleystra efna. Ef um er að ræða
steindir sem haga sér eins og basar lækkar
styrkur H+ um leið, þ.e. pH hækkar (7. mynd).
Af þessu sést að leysing leiðir til hækkunar
á hlutföllum katjóna við vetnisjónir um leið
7. mynd. pH í köldu og heitu vatni á Islandi. Tíglar tákna yfirborðsvatn, punktar kalt
grunnvatn og hringir jarðhitavatn. íyfirborðsvatni er pH oftast milli 6,5 og 8. Hér togast á
tvö ferli sem stilla pH-giIdið á þetta bil. Annars vegar leysing steinda úr berginu, sem
leitast við að hœkka pH-gildið. Hins vegar upptaka kolsýru í vatnið frá andrúmsloftinu
eða frá rotnandi jurtaleifum sem leitast við að lœkkaþað. Við pH 6,5-8 jafiiast áhrifhinna
gagnverkandi ferla oftast út. í köldu grunnvatni er pH hœrra. Þetta vatn hefur einangrast
frá andrúmslofti og jarðvegi. Því lokast fyrir ístreymi kolsýru þaðan. Við þessar aðstœður
veldur sívaxandi uppleysing bergsins því að pH-gildið hœkkar, allt upp í 10. Við svo hátt
pHfer kísillinn í vatninu að gefafrá sér vetnisjónir - haga sér sem veik sýra - og vegur upp
á móti frekari hœkkun á pH
sem uppleysing bergsins veld-
ur. Utfelling ummyndunar-
steinda sem taka til sín
hydroxýljón (OH~) hafa eins
og kísilsýran áhrif í þá átt að
spyrna á móti frekari hœkkun
á pH-gildi. pH er hæst í volgu
vatni. Með vaxandi hita tekur
pH-gildið aftur að lœkka. Hér
kemur tvennt til. Annars vegar
aukin útfelling steinda sem
innihalda OH~ og hins vegar
aukning á styrk kolsýru og
brennisteinsvetnis í vatninu.
Þessar sýrur berast í vatnið við
uppleysingu á kolefni og
brennisteini úr berginu en
stundum frá kviku í þróm í
rótum jarðhitakerfa.
84