|
частицы, легче замещает ионы с менее подходящими размерами. Поэтому одновалентные ионы натрия обладают высокой замещающей способностью, так как хорошо подходят к гексагональным пустотам на поверхности глинистых частиц. 4. По способности к замещению друг друга катионы могут быть расположены в следующем порядке: 5. Количество замещенных ионов тем больше, чем выше концентрация замещающих ионов в поровом растворе. Для определения равновесного соотношения существует ряд формул. Для приближенных оценок можно использовать формулу Гапона: где М и N молярные концентрации соответственно с валентностями ш и п; индекс е относится к замещаемым ионам, а индекс 0 к замещающим ионам внешнего раствора; к константа, зависящая от вида ионов и характера распределения зарядов на поверхности частиц (чем больше плотность поверхностных зарядов, тем меньше к). 6. На прочность связи ионов с частицами глины влияет степень гидратации ионов. Так как одновалентные катионы (например, Na+) сильнее гидратируют, то они легко выделяются из поглощенного комплекса. 7. Скорость обменных процессов в основном подчиняется общим законам химической кинетики. Она тем больше, чем больше концентрация замещающих ионов в поровом растворе. С наибольшей скоростью обмен происходит у каолинита, тогда как у монтмориллонита она протекает во много раз медленнее. Анализ показывает, что наряду с количественным фактором поступившего в пласт фильтрата еще большее значение имеют его состав и Li+ < Na+ < bf « Mg2+ < Ca2+ «А13+ < Fe3+. (1.2) 13 |
1. Замещение происходит в эквивалентных по валентности соотношениях. Например: Na-глина + СаСЬ = Са-глнна + 2NaCl. 2. Ионы с более низкой валентностью легче замещаются ионами с более высокой валентностью, чем наоборот. 3. Чем больше радиус иона, тем выше его способность замещать другие ионы с той же валентностью (правило Гольдшмидта). Однако ион, который по своему размеру лучше подходит к кристаллической решетке глинистой частицы, легче замещает ионы с менее подходящими размерами. Поэтому одновалентные ионы натрия обладают высокой замещающей способностью, так как хорошо подходят к гексагональным пустотам на поверхности глинистых частиц. 4. По способности к замещению друг друга катионы могут быть расположены в следующем порядке: Li+ < Na+ <Н‘« Mg2* < Са2+ «А13+ < Fe3+. 5. Количество замещенных ионов тем больше, чем выше концентрация замещающих ионов в норовом растворе. Для определения равновесного соотношения существует ряд формул. Для приближенных оценок можно использовать формулу Гапона: где М и N молярные концентрации соответственно с валентностями ш и п; индекс е относится к замещаемым ионам, а индекс 0 к замещающим ионам внешнего раствора; к константа, зависящая от вида ионов и характера распределения зарядов на поверхности частиц (чем больше плотность поверхностных зарядов, тем меньше к). мг __ {мг————— — fC (1.17.) 36 6. На прочность связи ионов с частицами глины влияет степень гидратации ионов. Так как одновалентные катионы (например, Naf ) сильнее гидратируют, то они легко выделяю гея из поглощенного комплекса. 7. Скорость обменных процессов в основном подчиняется общим законам химической кинетики. Она тем больше, чем больше концентрация замещающих ионов в поровом растворе. С наибольшей скоростью обмен происходит у каолинита, тогда как у монтмориллонита она протекает во много раз медленнее. Анализ показывает, что наряду с количественным фактором поступившего в пласт фильтрата еще большее значение имеют его состав и емкость обменного комплекса [4]. Ионообменный процесс является важным фактором, способствующим расслаблению межмолекулярных связей между частицами глины и цементирующего материала и способствует глубокому ~ диспергированию глинистых агрегатов. Обменный процесс вызывает изменение структурных свойств породы, изменение смачивающей способности поверхности породообразующего и цементирующего материалов. Поглотительная способность глин характеризуется обменной емкостью, которая зависит от состава глины и количества содержащихся в ней активных групп. Активные группы имеют гидрофильный характер. При контакте глины с водой происходит своеобразная диссоциация активных групп на подвижные и мало подвижные ионы, связь между которыми ослабляется. При контакте увлажненной глины с растворами электролитов также происходит ионизация активных групп и процесс ионообмена. Однако, в зависимости от состава обменного комплекса раствора, набухания глины и нарушения связей между частицами может и не быть. Так, например, содержащиеся в фильтрате катионы Na~ замещают ионы Са2+ и Mg2', содержащиеся в глине, что способствует пептизации глины, ее набуханию и 37 |