Effect of boiling on the acidity of hydrothermal solutions
Effect of boiling on the acidity of hydrothermal solutions
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沸腾对热液酸度的影响
DOI：
10.1007/s00410-018-1535-5
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发表时间：
2019
影响因子：
3.5
通讯作者：
Staubwasser M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ballhaus C;Gäb F;Garbe-Schönberg D;Staubwasser M.
天然海水和H2O-NaCl溶液在150 ° C和390 °C之间沿着两相（液-气）曲线平衡，以重新检查液-气相分离对盐水和气相之间的元素分馏的影响。实验装置允许蒸汽和盐水在原位P-T条件下分别取样。实验蒸汽压受温度和盐水电解质浓度的限制。随着温度的升高，溶解的电解质在海水和H2O-NaCl溶液中随着温度的升高反应为氢氧化物和HCl。水解的程度在海水中比在H2O-NaCl溶液中更显著，因为海水除了NaCl之外还含有一系列能够水解的其他电解质。当发生相分离时，缔合的HCl具有很大的亲合力，可将其分馏到气相。在365 °C下，岩盐饱和的蒸气相具有1.8（海水）和2.8（H2O-NaCl盐水）的pH 25（冷凝至25 °C后的pH）。我们的数据表明，沸腾的热液溶液，然后蒸汽冷凝物与海水混合，可以施加pH值25的酸性作为最酸性的天然热液溶液排放在海底。
Natural seawater and H2O–NaCl solutions were equilibrated along the two-phase (liquid–vapor) curves between 150 and 390 °C to re-examine the effect of liquid–vapor phase separation on element fractionations between saline brines and vapor phases. The experimental setup allows vapor and brine to be sampled separately at in situ P–T conditions. Experimental vapor pressure is constrained by temperature and the electrolyte concentration of the brines. With increasing temperature, dissolved electrolytes react with increasing temperature to hydroxides and HCl, in both seawater and H2O–NaCl solutions. The extent of hydrolysis is more pronounced in seawater than in H2O–NaCl solutions because seawater contains, in addition to NaCl, a range of other electrolytes capable of hydrolysis. Associated HCl has a great affinity to fractionate to the vapor phase when phase separation occurs. At 365 °C, halite-saturated vapor phases have a pH25(pH after condensation to 25 °C) of 1.8 (seawater) and 2.8 (H2O–NaCl brines). Our data suggest that boiling of hydrothermal solutions followed by mixing of vapor condensates with seawater can impose pH25values as acidic as the most acidic natural hydrothermal solutions vented on the ocean floor.
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