【フロー型反応器（plug flow-through column reactor）によるホルンブレンド（普通角閃石）の溶解実験】

『Abstract
　The dissolution kinetics of hornblende from Kragero（oの頭に¨）, Norway, were studied in plug-flow columns at 25゜C in order to determine the rate of dissolution. Grains with a size of 125-250 μm and a BET surface area of 0.28 m² g^-1 were dissolved in solutions of deionized water/HCl at pH 1-5. Run duration's were about 6000 h. Experiments were also conducted with 0.01M KCl/HCl at pH 1, 2, to investigate the effects of an added electrolyte on the reaction. The duration of these runs was about 3000 h. The added KCl had an insignificant effect on the release rates of Si, but slowed down the release of Al, Mg and Fe initially. The rates and the non-stoichiometry of dissolution were found to decrease with time in experiments with pH 1 and 2. Based on an apparent coupling of dissolution stoichiometry and rate in these runs, we propose that reconstruction of an Si-enriched surface layer that follows after a preferential loss of Al, and to a minor extent also Mg and Fe, will control ‘steady-state’ dissolution rates in acidic solutions. It took a minimum of 3000 h until a quasi steady-state was reached at pH 1. At pH 2 at least 6000 h are required to develop the leached surface layer to its maximum thickness. For the experiments at pH > 2 the runtimes were insufficient to reach a steady-state. The validity of the pH-dependence of the dissolution rate, described as log Rate proportional to -0.47 pH between pH 3 and 4, is therefore highly uncertain. Referring to the O22(OH)2 as 1 mol of hornblende, a dissolution rate of 4.0×10^-13 mol m^-2 s^-1 was measured at pH 4 after 3000 h dissolution, which is lower than earlier reported.

Keywords: Hornblende; Weathering; Dissolution rates; Non-stoichiometry; Leached layer; Surface alteration』

『要旨
　ノルウェーのKragero（oの頭に¨）産ホルンブレンドの溶解カイネティックスが、溶解速度を決定するために、25℃においてプラグ式フロー型カラム反応器を用いて研究された。125〜250 μmの粒径および 0.28 m²/gのBET表面積をもつ粒子が、pH1〜pH5において脱イオン化水/HClの溶液中で溶解された。溶解時間は約6000時間である。加えられた電解質の反応への影響を調べるために、pH1とpH2において0.01M KCl/HCl 溶液を用いた実験も行った。これらの溶解時間は約3000時間である。加えたKCｌはSiの放出速度に重大な影響を与えなかったが、初期のAl、Mg、Feの放出を低下させた。溶解の速度と非化学量論性は、pH1とpH2での実験では時間とともに減少することがわかった。これらの実験における溶解の化学量論性と速度との見かけの組合せを基に、優先的Alの溶出および若干のMgとFeの溶出に続く、Siに富む表面層の再構成が、酸性溶液での｢定常状態の｣溶解速度をコントロールする、ことを我々は提案した。pH1では、準定常状態に達するのに最低3000時間を要した。pH2では、溶脱された表面層が最大の厚さまで発達するのに少なくとも6000時間が必要である。pH2以上の実験では、このような溶解時間では定常状態に達するのに不充分であった。pH3〜pH4で速度の対数が-0.47pHに比例すると述べられているような、溶解速度のpH依存性が妥当かどうかは、従って非常に不確かなものである。ホルンブレンドの1モルとしてO22(OH)2に関連づければ、pH4での3000時間の溶解後では、4.0×10^-13 mol/m²/秒の溶解速度が得られ、従来報告されているものより低い値である。』

1. Introduction
2. Methods
　2.1. Solid analysis
　2.2. Experimental procedure
3. Results
　3.1. Calculation of rates
　3.2. Influence of time on release rates
　　3.2.1. Release rates of Si
　　3.2.2. Release rates of Ca²⁺
　3.3. Stoichiometry of dissolution and its time-dependence
　3.4. pH dependency
4. Discussion
　4.1. Comparison of rates with previous work
　4.2. pH-dependence
　4.3. Reaction stoichiometry
　4.4. Implications of residual layer formation for the duration of experiments
5. Conclusions
Acknowledgements
References