【フロー型反応器（thin-film continuous flow reactor）によるアノーサイトの溶解実験】
【二酸化炭素の溶解速度への影響】

『Abstract
　Experimental studies on the dissolution kinetics of anorthite under N2(g) and CO2(g) atmospheres at 25゜C in electrolyte solutions, pH ranges 5.5 < pH < 8.5, have been performed using laboratory flow-through reactors. Aluminum release from anorthite is accelerated in the neutral to near-basic pH region. Because Al is the slowest dissolving network-forming cation under these conditions, we propose that accelerated Al release corresponds to a long-term acceleration of anorthite dissolution. The rate of Al release from anorthite correlates with solution concentration of carbonate ion according to a fractional-order empirical rate law; k = (1.1±1)×10^-7 mol^0.76 m^-1.52 h^-1:
Rate = k [CO3^2-]^0.24
We propose a two-step reaction mechanism where inorganic carbon is rapidly adsorbed, forming a reactive bi-dentate surface Al-carbonate complex that is released to solution in a much slower, irreversible step. The rate expression formally derived from this dissolution mechanism is consistent with the observed dependence of Al release rate on the master variables PCO2 and pH. A comparison with published data on the weathering kinetics of plagioclase in solutions of oxalic acid shows that the reactivity of carbonate is similar to that of the organic ligand oxalate. Because of pH effects on the speciation of these ligands in solution and on mineral surfaces, carbonate promoted weathering is especially important at near-neutral and basic pH. We propose that the generally termed “carbonation weathering”, the effect of elevated subsurface PCO2 to accelerate rock weathering through suppression of pH, be extended to include the speciation and reactivity of inorganic carbon at neutral and near-basic pH.

Keywords: Silicate; Weathering; Feldspar; Carbon dioxide; Carbonate; Oxalate』

『要旨
　25℃においてpH範囲が5.5 < pH < 8.5の電解質溶液および N2（g）とCO2(g）大気の条件下で、アノーサイトの溶解カイネティックスについての実験的研究を、実験室用フロースルー型反応器を用いて行った。アノーサイトからのアルミニウムの放出は、中性から弱塩基性のpH領域で加速される。これらの条件下で、Alはネットワークを構成する陽イオンの中で最もゆっくりと溶解するため、加速されたAlの放出はアノーサイト溶解の長期的な加速に対応すると、我々は考えた。アノーサイトからのAlの放出速度は、分数次数の経験的な速度則にしたがって、炭酸塩イオンの溶液濃度と相関する；k = (1.1±1)×10^-7 mol^0.76 m^-1.52 h^-1：
Rate = k [CO3^2-]^0.24
我々は、無機炭素が急速に吸着され、反応性のニ座表面Al-炭酸塩錯体を形成し、それがもっとゆっくりした不可逆な段階として溶液中に放出されるような、二段階の反応メカニズムを提案する。この溶解メカニズムから正式に導ける速度式は、Al放出速度がPCO2 とpHのような主要な変数に依存するという、観察結果と矛盾しない。シュウ酸溶液中の斜長石の風化カイネティックスに関して報告されたデータと比較すると、炭酸塩の反応性は有機配位子であるシュウ酸と似ていることがわかる。溶液中と鉱物表面におけるこれらの配位子の種形成に対するpHの影響のため、炭酸塩促進風化は中性近くと塩基性のpHでとりわけ重要である。一般に｢炭酸化風化｣と呼ばれる、pHを抑えて岩石風化を加速するような地下のPCO2 の上昇による効果は、中性および弱塩基性pHでの無機炭素の種形成と反応性を包含するものに拡大すべきことを、我々は提案する。』

1. Introduction
2. Experimental materials and methodology
　2.1. Mineral preparation and characterization
　2.2. Flow reactor
　2.3. Experimental and analytical procedure
　2.4. Solid phase analysis
3. Results
　3.1. Anorthite dissolution rates in the presence and absence of CO2(g)
　3.2. Stoichiometry of dissolution
4. Discussion
　4.1. Rate dependence on aqueous carbon species
　4.2. Proposed mechanism and resulting rate expression
　4.3. Determination of model parameters
　4.4. Surface speciation on complex minerals
　4.5. A comparison of oxalate and carbonate ligand-promoted dissolution for plagioclase
　　4.5.1. The effect of pH on carbonate and oxalate ligand-accelerated dissolution
　4.6. Implications for weathering in natural systems
5. Conclusions
Acknowledgements
References