Минерали и минерална вода; Универзитет во Тибинген
Минерали - минерали - минерална вода (вовед)
во Минерална вода се нема минерали вклучено (инаку би имале сериозни проблеми со голтање!). Името минерална вода значи дека оваа вода растворила некои минерали додека течела низ карпите (особено карбонатните и солените карпи) и апсорбирала некои од нивните компоненти во растворлива форма (како катјони/анјони). Затоа содржи повеќе неоргански компоненти отколку морската или водата од чешма.
Кога Минерали еден обично означува метални јони (Na +, Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Zn 2+, Se 2+, Mo 2+ итн.) и одредени анјони (HSiO3 -, HCO3 -, SO4 2-, F -, Cl -), кои се содржани во храна или лекови и се неопходни за животот на човекот. Значи, постојат елементи и соединенија кои исто така се појавуваат во минерали или се формираат кога минералите се раствораат. Овие претежно растворени компоненти (на пример, во минерална вода) честопати погрешно се нарекуваат „минерали“ („Нутелата е богата со минерали“, видете ги и етикетите на некои шишиња со вода).
Бидејќи повеќето халини и сулфати на алкална и алкална земја се лесно растворливи, минералните води имаат соодветно зголемено ниво на овие компоненти (киселина, вода на калциум хидроген карбонат сулфат и др.). Ironелезото (како Fe 2+) е исто така присутно во природните минерални води. Бидејќи двовалентното железо постепено ќе се оксидира во тривалентно железо во воздухот (што може да доведе до непожелна кафеава флокулација), железото е вештачки отстрането од повеќето води - тие се одмрзнат (водата не е одмрзнатаг.!).
Особено при вежбање, човечкото тело губи до 1 литар вода на час како резултат на потење. Потта има солен вкус поради содржината на NaCl и малку горчлива како резултат на останатите минерали (види табела). Отсуството на пот секогаш значи исцрпување на важни минерали што треба да се заменат. Наместо скапи „спортски пијалоци“, едноставните минерални води (на пр. Како јаболко шприц!) Со релативно високо ниво на калиум, магнезиум и калциум обезбедуваат добра компензација за загубата на течности.
Јаглерод диоксид во вода
Бидејќи повеќето минерални води содржат релативно малку јаглеродна киселина (H2CO3) („мирни“ води), тие потоа се мешаат со јаглерод диоксид (СО2). Додека сода (NaHCO3) претходно се користеше како додаток на јаглерод диоксид (сода вода!), во денешно време се додава чист СО2, кој на пр. се извлекува како природна суровина во Бад Нидернау од длабочина од неколку километри.
Растворливоста на јаглерод диоксид во вода се зголемува при пониски температури и повисоки притисоци. По енергично тресење и затоплување (зголемување на температурата!) Шише со газирана минерална вода, доживувате ненадејно бегство на гасен јаглерод диоксид (H2CO3 -> CO2 + H2O) кога шишето ќе се отвори (намалување на притисокот!).
Соодветен процес во природата е дегасизација на течна магма (преку искачување и ослободување од притисок) во вулканите, при што покрај гасовите (вода, јаглерод диоксид и сл.), Огромна количина пепел се фрла и во атмосферата. Пред неколку години, филипинскиот вулкан Пинатубо даде импресивен пример.
Важни минерали содржани во минерална вода
| натриум N/A | 2-3 гр | Ја одржува напнатоста на ткивата и го регулира рамнотежата на водата во организмот. | Слабост, гадење, грчеви во мускулите, колапс на циркулацијата. |
| калиум К. | 3-4 гр | Го регулира рамнотежата на течностите. Ја регулира функционалноста на мускулите и нервите и е неопходна за киселинско-базната рамнотежа. Активатор на разни ензими. | Мускулна слабост, пад на крвниот притисок, срцева слабост и губење на апетит. |
| Калциум Приближно | 800 мг | Одлучувачко за структурата на коските и забите. Важна улога во згрутчувањето на крвта и преносот на нервните импулси до мускулните клетки. | Декалцификација на коските и оштетувањето на забот, косата и ноктите. Конвулзивни состојби. |
| магнезиум Мг | Womenени: 300 мг Мажи: 350 мг | Одговорен за пренесување на нервните импулси до мускулните клетки. Бројни метаболички функции. Активира ензими за производство на енергија. | Главоболка, вртоглавица, трчање на срцето и склоност кон конвулзии. Лоша концентрација и слаба циркулација. |
| железо Фе | Мажи: 12 мг Womenени: 18 мг | Формирање на црвени крвни клетки. Размена на кислород во крвта. | Замор, бледило, искинати агли на устата. |
| цинк Zn | 15 мг | Функција во клеточната делба, заздравување на раните (масти од цинк!) И за раст | Одложува заздравување на раните. Губење на косата и воспалителни промени на кожата. |
| фосфор П. | 800 мг | Структура на коските и забите. Градежен блок на нуклеински киселини. | Недостаток е редок. |
| Силика SiO2 | ? | Го зајакнува сврзното ткиво. Важно за градење коса и нокти. | Лоша тенденција на заздравување на кожата. Нарушувања на растот на косата и ноктите. |
| хлорид Кл- | 2-5 гр | Заедно со натриумот е одговорен за рамнотежата на водата (осмотски притисок). Како компонента на желудочна киселина и затоа е важна за варењето на храната | Губење на желудочна киселина. Дијареа, во крајност. Случаи на застој во растот. |
| 1 | 2 | 3 | 4-ти | 5 | 6-ти | |
| Калциум (Ca 2+) | 651.3 | 44 | 40-80 | 49.3 | 12,6 | 4.400 |
| Магнезиум (mg 2+) | 79.0 | n/a. | 20-25 | 8.0 | 13.3 | n/a. |
| Натриум (Na +) | 30.0 | 278 | 230-460 | 4,5 | 8.6 | 152 000 |
| Калиум (К +) | n/a. | 17-ти | 240 | 1.3 | 2.1 | 67 000 |
| Железо (Fe) | 0,01 | n/a. | n/a. | 0,01 | 0,01 | 8.000 |
| Манган (мн) | n/a. | n/a. | n/a. | 0,01 | 0,01 | n/a. |
| Хлорид (Cl-) | 39.0 | 312 година | n/a. | 5.5 | 16.0 | 295 000 |
| Флуорид (F -) | n/a. | 2.2 | n/a. | n/a. | n/a. | n/a. |
| Сулфат (SO4 2-) | 940.0 | n/a. | n/a. | 34.0 | 70.0 | 11 000 |
| Карбонат (HCO3-) | 1215.0 | 336,5 | n/a. | 2.75 | 7.6 | n/a. |
1 Ловен-Шпрудел од Обернау (калциум-хидроген карбонат-сулфат-вода)
2 минерална вода Лош Либензелер (натриум хидроген карбонат хлорид вода)
3 пот
4 Езеро Констанца вода
5 вода од чешма Тибинген
6 Вклучување на течности во кварц од Бингам, Јута/САД
n/a: нема информации
Минерална вода во шишиња
Секоја година се пијат 10 милијарди литри минерална вода во Германија, што одговара на потрошувачка по глава на жител од 130 литри.
Потрошувачот може да избере помеѓу околу 350 минерални води, околу 65 лековити води, како и неколку извори и трпезни води од вкупно 1000 германски извори и длабоки бунари.
Природна минерална вода
е единствената храна што е предмет на одобрување во Германија. За да биде „природно чист“ како што е пропишано, тој мора да доаѓа од подземни извори на вода заштитени од загадување и да се флашира на изворот.
Изворска вода
доаѓа од подземни резервоари, но за разлика од природната минерална вода не мора да содржи минерални материи или елементи во трагови во повисоки концентрации.
Вода за маса
е индустриски произведена (прескапа) мешавина од нормална вода од чешма и природна минерална вода. Може да се произведува насекаде и може да се сервира и со помош на опрема за издавање.
Лековита вода
е лек без рецепт што се користи за спречување или лекување на болести. Производот добива одобрение од Федералната канцеларија за заштита на потрошувачите само ако има минимална содржина на минерали.
Вода во минерали
1. Вклучувања на течности
Многу минерали во земјата се формираат со врнежи (кристализација) од водни раствори (хидротермални раствори), со намалување на температурата од маглени топи и со трансформација на карпите како резултат на промените на температурата и притисокот. Играјте во сите образовни процеси течни фази (Вода, гасови, суперкритички раствори = општо Течности) голема улога.
Многу често, како што растат минералите, тие затвораат мали примероци од овие течности во форма на заоблени Вметнувања на течности а Вклучувањата на течности се најчести кај кварц. Млечниот кварц, заматен со илјадници мали подмножества, може да содржи вода до 0,1% по тежина.
Вклучувањата на течности, кои обично се со големина само неколку μm, им даваат на геолозите вредни информации за Услови за образование овие минерали и карпи. Врз основа на истрагите за вклучување на течности (со помош на маси за греење/ладење), може да се дадат изјави за температурите и притисоците што преовладувале за време на формирањето на карпите и за составот (види табела) и потеклото на течната фаза.
2. Врзана вода што припаѓа на кристалната решетка на минерали
A. Вистински хидроминерали
Строго кажано, може да се смета само на минерали што содржат вода оние што содржат електрично неутрални молекули на вода. Овој т.н. Кристална вода зафаќа многу специфични решетки во форма на H2O молекули. Бидејќи е слабо врзан со силите на ван дер Валшче, тој се протера релативно лесно и често во фази кога се загрева; кристалната решетка се руши.
Карналит KMgCl3 * 6H2O со 39% вода.
Кога се загреваат, кристалите се раствораат во сопствената кристална вода и се распаѓаат. Оттука, многу непожелен минерал во солените куполи кои се наменети за конечно складирање на радиоактивен отпад (топлина!).
малтер CaSO4 * 2H2O со 21% H2O.
Кога се загрева на над 80 ° C, гипсот постепено почнува да губи вода, а на температура од 120-140 ° C се менува целосно во хемихидрат (CaSO4 * ½H2O), т.н. модел или малтер од малтер.
Сепиолит (Миршаум) Mg4 [(Ох) 2 | Si6O15] * 2H2O + 4 H2O Покрај цврсто врзани хидроксилни групи, тој содржи координативна вода (* 2H2O), како и зеолит и затоа лесно се менува вода (+ 4 H2O).
Филосиликати, Чии силикатни слоеви имаат мал негативен полнеж поради нивниот не толку стехиометриски состав, складираат водни слоеви кои се однесуваат како слаби катјони (мала содржина на Na или Mg). Овој таканаречен вграден во средните слоеви. Изворска вода, може да се ослободи реверзибилно со внимателно загревање без колапс на конструкцијата, но со контракција на кристалографската c-оска.
На пр. Во:
Монморилонит (Al1.67, Mg0.33) [(OH) 2 | Si4O10] 0,33- * Na0,33 (H2O) 4, приближно 12-24% вода.
Вермикулит (Mg, Fe 3+) 3 [(OH) 2 | Al1.25Si2.75O10] * Mg0,33 (H2O) 4 носи вода во неодредена количина (максимум 18%).
Б. Минерали кои содржат хидроксил
Минерали кои содржат хидроксилни групи ( [ОХ] - ) во нивната кристална решетка (како Гетит Фе [ООх], Антигорит Mg48 [(OH) 62,6 | Si34O85] или Тремолит Ca2Mg5 [(OH) 2 | Si8O22]) всушност не содржат вистинска вода. Поради нивниот негативен полнеж, хидроксилните групи имаат различни својства на врзување од неутралната молекула на водата, поради што тие заземаат поцврсто врзано место во кристалната решетка. Овие групи на ОХ бегаат само кога се загреваат на температури од неколку стотици степени Целзиусови во форма на т.н. Уставна вода.
Каолинит Al4 [(Ох) 8 | Si4O10] со 14% wt вода. Содржината на вода не излегува сè додека не се замота до 390-450 ° C.
Ако хидроксилните групи во земјата се ослободуваат од минералите под високи температури/притисоци за време на метаморфоза, се создава таканаречената метаморфна вода. Две реакции од многумина:
1 Тремолит + 3 калцит -> 1 доломит + 4 диопсид + 1 СО2 + 1 H2O.
3 Антигорит + 20 калцит -> 62 форстерит + 20 диопсид + 20 СО2 + 94 H2O.
3. Бесплатна вода што не учествува директно во структурата на кристалот
A. Зеолитска вода
Зеолитите имаат особено кристални рамки со широки решетки во чии шуплини и канали, разни катјони и молекули на вода се врзани за одредено место без да бидат фиксирани. Постои можност за исчестена испорака и повторна апсорпција на вода (т.н. Зеолитска вода) без промена на структурата на кристалот (обележано со (+) во формулите):
Стилбит (Десмин) NaCa2 [Al5Si13O36] + 14 H2O со 20 wt .-% вода
Натролит Na2 [Al2Si3O10] + 2 H2O со нешто помалку од 10% од тежината на вода.
B. колоидна вода
Колоидна вода е широко распространета во хидрогелите, каде што се држи на површината на фазите на дисперзија со многу слаби врзани сили. Присуството на оваа таканаречена адсорпциона вода не зависи од решетката на адсорбентот.
Одличен пример е опалот со скапоцен камен. Ова соединение на силициум оксид е напишано како SiO2 + aq (aq се првите две букви од латинскиот збор аква, вода); тоа е цврст хидрогел со 1-21%, ретко до 34% вода за апсорпција.
В.Капиларна вода
Капиларна вода ("Планинска влага") се одржува во ситни пукнатини, пори и прашкасти маси од силите на површинскиот напон. Во најголем дел, лесно се отстранува со загревање на 100 до 110 ° С. Не е можно да се направи јасна разлика помеѓу капиларна и колоидна вода.
Подземни води
Подземните води се создаваат кога дождот ќе навлезе во почвата и другите лабави површински седименти или ќе навлезе во подземјето долж пукнатините и пукнатините во карпата. Слоевите што носат подземни води и исто така ги пренесуваат се познати како водоносни слоеви или резервоари за подземни води. Со исклучок на пештерите, под земја нема отворени простори за езера и реки.
Единствениот простор за складирање вода е Простор на порите помеѓу зрна песок и други честички на почви и карпи, како и пукнатини и пукнатини. Мерка за вкупниот простор на порите присутен во карпи, почви или седименти е порозност: Тоа одговара на пропорцијата што ја сочинуваат волуменот зафатен од порите во однос на вкупниот волумен. Порозноста е најголема кај лабавите слоеви на песок и чакал со вредности од 40% (водоносни слоеви). Со многу песочници - како Тибинген Куќа песочник - тоа е околу 15-30%. Повеќето глинени глини имаат ниска порозност помала од 10%, поради што тие дејствуваат како хоризонти на складирање.
Колку брзо водата продира во карпа, зависи од Пропустливост или пропустливост од Иако нивото на пропустливост се зголемува со зголемување на порозноста, главно зависи од тоа колку се големи порите на соодветната карпа, колку добро се поврзани едни со други и колку е заоблен патот на водата околу честичките на карпите.
Интеракции помеѓу вода и минерал/карпа (Водени-карпести интеракции)
Формирање и трансформација на минерали и карпи обично се одвива со учество на течна фаза (вода, јаглерод диоксид, метан, итн.). Интеракциите помеѓу цврстата и течната фаза се предмет на тековните истражувачки активности. Некој се обидува да одговори на следниве прашања:
- Какво влијание има составот на течна фаза врз кинетиката и механизмот на метаморфни и седиментни минерални реакции?
- Како се раствораат металите од минерали, во каква форма се транспортираат на земјата и како се вршат врнежи од рудни минерали од хидротермални раствори?
- Кои течности беа вклучени во формирањето на магма во горната мантија?
- Како се разликуваат процесите на размена помеѓу цврстата и флуидната фаза за главните и елементи во трагови, како и изотопите?
- Како реагира дождовната вода/подземните води со антропогени отпадни материјали и пломби во површинските депонии?
- Какви последици има затоплувањето на соседната карпа, вклучително и вода, при фрлање високо радиоактивен отпад во наслаги на сол или гранити?