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Gleichgewichtsparagenese. Erhöht man die
Temperatur, wird als erster bei etwa 280 °C Ka-
olinit instabil, er reagiert zu Pyrophyllit:
Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 +2SiO 2 =Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2 +H 2 O
Kaolinit + 2 Quarz = Pyrophyllit + Wasser.
Die Gleichgewichtsparagenese Kao-Ill-Chl-Qz
wird also durch die Gleichgewichtsparagenese
Pyr-Ill-Chl-Qz abgelöst. Dies bedeutet, dass die
Energie des Gesamtsystems durch diese Reak-
tion minimiert wurde.
Das Maß für die freie Energie eines Systems ist
die Gibbs'sche Freie Enthalpie (oder Energie)
G, die in kJ/mol gemessen wird (Abb. 3.3). Ist
sie für ein System minimal, befindet es sich im
Gleichgewicht. Demzufolge laufen Mineralre-
aktionen dann ab, wenn ein Wechsel der Para-
genese eine Verkleinerung der Gibbs'schen
Energie des Gesamtsystems zur Folge hat. Dies
ist die Triebkraft der Reaktion. Das heißt für
unser Beispiel: Unterhalb von 280 °C haben Ka-
olinit und Quarz zusammen eine kleinere
Gibbs'scheFreieEnthalpiealsPyrophyllitund
Wasser sie zusammengenommen hätte. Bei
280°ChabenbeideVariantenexaktdieselbe
Gibbs'sche Freie Enthalpie, weil sie ja an der
Reaktionskurve miteinander koexistieren müs-
sen, sonst kann die Reaktion gar nicht ablau-
fen. Oberhalb von 280 °C ist Pyrophyllit mit
Wasser energetisch günstiger. Für Reaktionen
gilt also, dass der Unterschied der Gibbs'schen
Freien Enthalpien der Produkt- und der Edukt-
vergesellschaftung Null ist:
3.3 Schematische Zeichnung zum Verhältnis von
Gibbs'scher Freier Enthalpie (auch freie Energie) G
und Temperatur. Ist der Abstand zwischen Edukt-
und Produktvergesellschaftung ( ¿ G ) gleich Null,
so sind alle Phasen miteinander stabil. Dies ist die
Temperatur, an der die Gleichgewichtsreaktion
von Kaolinit und Quarz zu Pyrophyllit und Wasser
abläuft (wenn sie nicht kinetisch gehemmt ist).
¿ G = 0 (Abb. 3.4).
Dies ist das Gleichgewichtskriterium .Inwel-
che Richtung sich dieses Gleichgewicht bei ir-
gendeiner Änderung der äußeren Bedingungen
verschiebt, ob also mehr Kaolinit oder mehr
Pyrophyllitgebildetwird,beschreibtqualitativ
das Prinzip von Le Chatelier (Kasten 3.2),
quantitativ die Gleichgewichtskonstante (Kas-
ten 3.3).
Die Energie eines Systems ändert sich mit der
Te m p e r at u r u n d m i t d e m D r u c k , d a d i e G i b b s' -
sche Freie Enthalpie jeden Minerals von p und
T abhängig ist. Diese Abhängigkeit ist nicht
3.4 DieGibbs'scheFreieEnthal-
pieänderung ¿ G einer Reaktion
ist im Gleichgewichtsfall gleich
Null. Bei gegebenem Druck tritt
dieser Fall nur bei einer einzi-
gen Temperatur auf.
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