【バッチ型およびフロー型反応器によるオリビン（かんらん石）の溶解実験】
【有機酸の溶解速度への影響】
【溶解速度式：R (mol cm-2 s-1) = 9.97×10-12aH+0.54 + 5.25×10-15
+ 2.33×10-17aH+-0.31】
『Abstract
The dissolution rates of Fo100 and Fo91 in aqueous solutions in the pH range 2-12.4
at 25゜C have been measured using fluidized bed and batch reactors.
Rates depend upon the pH, the partial pressure of CO2,
and the presence of organic ligands. At low PCO2 (≦10-4.5 atm)
with no organic ligands present, the rate of olivine dissolution,
R, is given by
R (mol cm-2 s-1) = 9.97×10-12aH+0.54 + 5.25×10-15
+ 2.33×10-17aH+-0.31,
where aH+ is the activity of H+
in solution. However in basic solutions, when the partial pressure
of CO2 is equal to atmospheric levels (PCO2 =
10-3.5 atm), olivine dissolution rates are nearly pH
independent throughout the pH range 6-12 and are about equal to
the minimum rate of dissolution under CO2
purged conditions. At pH 11 the presence of atmospheric levels
of CO2 reduces the dissolution rate by over
an order of magnitude (to 10-14.1 mol cm-2
s-1). Apparently, positive charge on the olivine surface
can be neutralized by increasing PCO2. In contrast, experiments conducted in the acidic
and near neutral pH ranges indicate that organic ligands chelate
surface Mg causing an increase in the olivine dissolution rate
when present. Organic ligand effects are greatest in the near
neutral pH domain. For example, at pH 4 dissolution rates are
increased by 0.75 log units (to 10-12.25 mol cm-2
s-1) in solutions of 10-3 molar ascorbic
acid or 0.05 molar potassium acid phthalate over rates measured
in organic free solutions. The chelation effect becomes less important
as pH decreases. Rates at pH 2 in the presence of these organic
ligands are indistinguishable from those measured without organics.』
『要旨
25℃およびpH2〜pH1.4の水溶液におけるFo100とFo91の溶解速度が、流動床型およびバッチ型反応器を用いて測られた。速度は、pHとCO2分圧と有機配位子の存在により変わる。有機配位子がなくて低いPCO2 (≦10-4.5 気圧)では、かんらん石の溶解速度（R）は
R (モル/cm2/秒) = 9.97×10-12aH+0.54
+ 5.25×10-15 + 2.33×10-17aH+-0.31となり、ここで
aH+ は溶液中の H+ の活動度である。しかし、塩基性溶液では、CO2 の分圧が大気中の分圧に等しい時（PCO2 = 10-3.5 気圧）、かんらん石の溶解速度はpH6〜pH12でほぼpHの影響はなく、CO2 を取り去った条件での最低溶解速度にほぼ等しい。pH11で、大気中の分圧程度のCO2 が存在すれば、溶解速度は1桁以上遅くなる（10-14.1 モル/cm2/秒まで）。明らかに、かんらん石表面の正電荷が、PCO2 の増加によって中性化される。対照的に、酸性から中性近くまでのpH範囲で行った実験では、有機酸は表面Mgとキレート化合物をつくり、かんらん石の溶解速度を増加させることが示された。有機酸の影響は、中性近くのpH領域で最大であった。例えば、pH4では、10-3モルのアスコルビン酸や0.05モルのフタル酸カリウムの溶液での溶解速度は、有機酸が存在しない場合よりも
0.75 log 単位（10-12.25 モル/cm2/秒へ）増加する。キレート作用の影響はpHが小さくなるにつれて重要ではなくなる。pH2では、これらの有機配位子が存在しても、有機物がない場合の速度とかわらなくなる。』
Introduction
Experimental methods
Experimental results
Dissolution rates in acidic solutions
Dissolution rates in basic solutions
Discussion
Organic ligand promoted dissolution
Surface carbonate complexation and solubility constraints
Dissolution in the natural environment
Acknowledgments
References