【長石について】
『Abstract
Ground samples from naturally weathered mineral fragments can
still contain substantial properties of weathered BET surface
area. If the freshly ground and naturally weathered surfaces in
such samples have different dissolution rates, data must be interpreted
by a kinetic model in terms of both types of surface. Such a kinetic
model is presented. The model was used to reexamine literature
data for ground size fractions from nine different naturally weathered
feldspars. Ratios of dissolution-reactive BET to measured BET
surface area were analyzed as a function of the grain size, both
for the fresh and weathered surfaces in the samples. For the naturally
weathered surfaces, the model strongly suggests that the ratio
of reactive BET to measured BET surface area is either independent
of the grain size or, alternatively, increases with decreasing
grain size. If so, grinding does not destroy, and possibly creates,
weathered reactive surface area (relative to weathered surface
area). For the freshly ground surfaces, the ratio of reactive
BET to measured BET surface area was approximately directly proportional
to the grain size. Thus, grinding destroys fresh reactive surface
area (relative to fresh surface area) at all grain sizes. Additional
dissolution experiments on samples essentially containing fresh
BET surfaces only have confirmed this finding.
In the literature, ground samples from large naturally weathered
fragments are frequently implied to contain fresh BET surface
only. Observed dissolution rates can then be explained if dissolution
rates per unit of fresh BET surface area are approximately independent
of the grain size. In fact, however, two (partly) counteracting
processes appear to be active during grinding of naturally weathered
mineral fragments. These are (1) increase of the ratio of freshly
ground BET to measured (freshly ground plus naturally weathered)
BET surface area and (2) decrease of the dissolution rate per
unit of fresh BET surface area. These observations demonstrate
that rate constants and dissolution rates, when normalized to
fresh BET surface, are valid at one grain size only. Tentative
calculations further suggest that dissolution rates, normalized
to dissolution-reactive BET surface, are approximately two orders
of magnitude higher for fresh feldspar surfaces than for naturally
weathered feldspar surfaces.』
『要旨
天然の風化鉱物の破片を粉砕した試料は、風化BET表面積を依然として相当に含みえる。そのような試料で、粉砕による新鮮な表面と天然の風化表面が異なる溶解速度をもつならば、得られたデータは、両方のタイプの表面に関してのカイネティック・モデルにより解釈されなければならない。そのようなカイネティック・モデルを提案した。本モデルを用いて、9種の天然の風化長石を粉砕した粒径画分について、その文献のデータの再検討を行った。測定したBET表面積に対する溶解−反応BET表面積の比は、試料の新鮮な表面と風化した表面の両方に対して、粒径の関数として解析された。天然の風化表面については、測定BET表面積に対する反応BET表面積の比は、粒径に関係ないか、または粒径の減少とともに増加することを、本モデルは強く示す。もしそうならば、粉砕は(風化表面積に比べて)風化反応表面積を破壊しないし、おそらく作りさせするだろう。粉砕による新鮮な表面については、測定BET表面積に対する反応BET表面積の比は、ほぼ粒径に直接に比例した。したがって、粉砕はすべての粒径で(新鮮な表面積に比べて)新鮮な反応表面積を破壊する。本質的に新鮮なBET表面のみを含む試料について行った溶解実験は、このことを確認している。
文献では、大きな天然の風化破片を粉砕した試料は、新鮮なBET表面のみを含むということをしばしば意味している。新鮮なBET表面積の単位当たりの溶解速度が粒径にほぼ関係ないのであれば、観察される溶解速度はそれで説明できる。しかし、現実には、天然の風化鉱物の破片を粉砕する間に、2つの(部分的に)対立する過程が働いていると思われる。これらは、(1)測定(粉砕による新鮮な表面および天然の風化表面)BET表面積に対する粉砕による新鮮なBET表面積の比の増加、および(2)新鮮なBET表面積の単位当たりの溶解速度の減少、である。速度定数と溶解速度は、新鮮なBET表面にノーマライズした時、ある粒径においてのみ妥当なものであることを、これらの観察は示している。さらに試験的な計算では、溶解−反応BET表面にノーマライズした溶解速度は、天然の風化長石表面に対してよりも、新鮮な長石表面の方がほぼ2桁大きくなることが示される。』
Introduction
Glossary of symbols
Model description
Materials and methods
Data from literature
Additional experiments
Results
Data from literature
Additional experiments
Discussion
Conclusions
Acknowledgments
References