CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应对方解石溶蚀的影响

为探究不同温度下CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应对方解石的影响以及方解石解理面的溶蚀过程,以方解石为研究对象,在静态条件下开展乙酸溶蚀方解石实验,利用Gaussian模拟软件从量子化学的角度计算络合反应的结合能,并结合SEM等表征手段,分析结合能与溶蚀量之间的关系,观测解理面上次生孔—带—锥的演化过程。结果表明:100℃时,CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应最强,与溶液中离子的自由扩散以及氢质子的交换作用相结合,使得乙酸对方解石的溶蚀最为剧烈;温度升高或降低,络合反应的结合能均呈现不同程度的减小,络合效应被削弱,使得方解石的溶蚀量减少;晶体解理面上的CO_3~(2-)与Ca~(2+)在不同方向上的排列方式存在差异,造成活性位点沿各个方向的溶解速率不同,导致溶蚀晶锥的形成;晶锥只是方解石溶蚀过程中的一种阶段性产物,随着反应的进行,其规模会逐渐变小甚至消失直至裸露出下方新的晶面。