海洋、环境、生态、固碳地球化学专业
流 体 地 球 化 学
作者：段振豪
目 录
前言
1
第 1 章：绪论
8
1.1 认识地球系统
8
1.2 环境、生态、海洋、矿产相关的100个地球化学问题
12
1.3 解决地球化学问题的方法
27
1.4 关于这本书和 EFS 计算软件
35
第 2 章：化学热力学基础
39
2.1 引言
39
2.2 表征物质体系的变量
41
2.3 热力学第一定律-内能
49
2.4 热力学第二定律
55
2.5 从熵增大原理到自由能减小原理
61
2.6 热力学函数计算关系式及其计算
65
2.7 从自由能到化学位
69
2.8 自由能最小化-相平衡和化学平衡条件
75
2.9 化学热力学在流体地球化学中的应用
79
2.10 环境、生态、海洋、地深流体地球化学应用实例
82
第 3 章：分子水平预测
101
3.1 量子力学简介
101
3.2 统计力学：微观和宏观的桥梁
118
3.3 分子动力学：计算机模拟预测流体的热力学、结构和运动性质
126
第 4 章：热力学模型预测
145
4.1 理想状态方程
145
4.2 范德华状态方程
147
4.3 对应态超临界状态方程
151
4.4 利用键能预测化学平衡和相平衡
159
4.5 电解质溶液模型
165
第 5 章：化学反应动力学与元素迁移速率
176
5.1 前言
176
5.2 基本概念
179
5.3 反应速率
183
5.4 基础理论模型
193
5.5 地下流体物质传输移
200
5.6 化学动力学在生态、环境、土壤、碳循环方面的应用
203
第 6 章：相变与相平衡
214
6.1 与地球流体相关的相变现象
214
6.2 相律
216
6.3 一元体系相图
218
6.4 二元体系相图
223
6.5 三元和多元体系相图
234
6.6 相图在地球化学应用中的实例
236
6.7 相态和相平衡组分的理论预测
239
第 7 章：溶液化学
242
7.1 溶液的浓度单位
242
7.2 溶液的混合性质和偏摩尔性质
244
7.3 化学位计算
248
7.4 电解质溶液化学位的确定
256
7.5 点极电位法求电解质的化学位
259
第 8 章：酸碱反应和平衡
267
8.1 酸碱化学基础
267
8.2 酸碱平衡计算
285
8.3 碳酸盐体系
294
8.4 地球化学应用
302
第 9 章：氧化还原化学反应与平衡
311
9.1 基本定义和计算公式
312
9.2 氧化还原平衡计算
315
9.3 pH-pε图解
321
9.4 资源与环境地球化学应用
324
第 10 章：络合化学反应与平衡
337
10.1 简介
337
10.2 络合物化学基本概念和研究方法
340
10.3 络合平衡计算和应用
354
10.4 利用 EFS 系统计算络合平衡
366
第 11 章：状态方程
367
11.1 前言
367
11.2 流体状态方程
372
11.3 几个地球化学研究中常用的状态方程
384
第 12 章：溶解和沉淀
394
12.1 简介
394
12.2 基本理论和计算公式
395
12.3 不同类型矿物的溶解和沉淀定量计算
405
12.4 海洋与环境地球化学应用
409
第 13 章：吸附与解吸
433
13.1 简介
433
13.2 天然吸附物质
436
13.3 天然吸附物质的表面特性
441
13.4 表面吸附半经验模型
447
13.5 表面化学吸附（络合）反应
463
13.6 离子较缓作用
468
13.7 憎水性吸附（有机物的吸附和迁移）
468
第 14 章：土壤化学（待写）
472
第 15 章：海洋化学的系统性和定量化计算
482
15.1 海水化学基本变量：概念和计算
485
15.2 海水的化学成分
490
15.3 计算元素的存在形态
494
15.4 大气-海洋碳循环化学系统平衡计算
511
15.5 营养短板-铁（Fe）
524
第 16 章： 微控与控微：重金属元素（待写Tips）
530
第 17 章：行星化学（待写）
第 18 章：地球深部（高温高压）流体化学（待写）
第 19 章：海洋深部（低温温高压）流体化学（待写）
第 20 章：二氧化碳地质封存化学（待写）