Náttúrufræðingurinn

Årgang

Náttúrufræðingurinn - 1981, Side 46

Náttúrufræðingurinn - 1981, Side 46
NÁLGANIR Viö útreikning á hitastigi í jarðhita- kerfum með hjálp efnahitamælanna er jafnan gert ráð fyrir því, að virkni (activity) viðkomandi uppleystra efna sé jöfn styrk (concentration) þeirra. Efnajafnvægi milli steinda og upp- leystra efna ráða þó virkni þeirra síðar- nefndu i lausninni, en ekki styrk. Sam- bandið milli styrks og virkni er þetta: [i]Yi = (i) (4> þar sem hornklofinn táknar styrk upp- leysts efnis i, Y virknisstuðu! þess efnis og sviginn virkni þess. Virknisstuðlar einstakra jóna í lausn ákveðast af hleðslu þeirra og jónískum styrk (I) lausnarinnar, sem er skýrgreindur með eftirfarandi líkingu: I = '/2Z m,z, (5) m; táknar styrk uppleystrar jónar í mól- um og z, hleðslu þeirra jóna. Sam- band virknisstuðuls og jónísks styrks er sýnl með Debye-Húckel líkingunni svo- nefndu: A z2- v I - 1027 -------------— + B I (6) I + B &i v I A og B eru hitastigsháðir stuðlar. Gildi þeirra við mismunandi hitastig má fá hjá Helgeson og Kirkham (1974). á er raunverulegur radíus á jón í vatnslausn, þ. e. tekið er tillit til vatnsmólekúla, sem eru fastbundin jóninni, en það verður af því að vatnsmólekúlin eru póluð. Garrels og Christ (1965), Kielland (1937) og Truesdell og Jones (1974) gefa upp raungildi á radíus margra jóna í vatnslausn. Gildið á virknisstuðli nálgast 1, þegar heildarstyrkur uppleystra jóna er mjög lágur. Gildiö lækkar með vaxandi jón- ískum styrk, þ. e. vaxandi seltu vatnsins, og því meira sem hleðsla jónarinnar er hærri. Lítið er vitað um virknisstuðla óhlaðinna agna í vatnslausn. Þó er það talin viðunandi nálgun að gera ráð fyrir því, að þeir séu ætíð 1. Sú nálgun, að styrkur sé jafn virkni, veldur hverfandi skekkju (0—1 °C) við notkun kísilhita- mælanna. Að því er varðar Na-K hita- mælinn kemur þessi nálgun heldur ekki að sök fyrir ósalt vatn. Hins vegar fást heldur há gildi (5—10°C) þegar um verulega salt vatn er að ræða (sjór) og hitastig er yfir 200°G. Að nokkru er sneitt framhjá þessari nálgun fyrir Na-K-Ca og Na-K-Ca-Mg hitamælana, þar sem þeir eru kvarðaðir með reynslutölum, eins og áður kom fram. Öllum, sem nota efnahitamæla við jarðhitarannsóknir, ætti að vera fylli- lega ljós sú nálgun, sem felst í því að láta styrk vera jafnan virkni. Þegar meta skal hitastig í jarðhita- kerfum felur það auðvitað m. a. í sér efnagreiningu á heitu vatni úr upp- sprettu eða borholu. Efnagreining gefur til kynna heildarstyrk kísils, natríums o. s. frv. í vatninu. Gildir fyrir natrium sem aðrar katjónir, að aðeins hluti þeirra er uppleystur sem óbundnar katjónir (Na+, K+, Ca+2, Mg+'-’). Hluti þess, sem uppleyst er, myndar sambönd við ýmis önnur efni í lausn, einkum tvígildu efnin kalsíum og magníum. Er jjví enn um nálgun að ræða, þegar gert er ráð fyrir því, að efnagreindur styrkur á natríum, kalt, kalsíum og magníum svari til virkni á jónunum Na+, K + , Ca+2og Mg+2 í lausn. Ekki veldur jaessi nálgun Jdó verulegri skekkju, og rýrir 124

x

Náttúrufræðingurinn

Direkte link

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Náttúrufræðingurinn
https://timarit.is/publication/337

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.