Понятия стабильность, метастабильность, нестабильность, энгергия активации и равновесие

Минералогия

Теперь разберемся с понятиями стабильность, метастабильность, нестабильность, энгергия активации и равновесие.

Мы не будем сейчас писать формул, давайте попробуем понять эти явления на интуитивном уровне. Вот кирпич. Если его положить плашмя – он стабилен. Если попробовать его ставить на ребро или вершину, то, даже если вы добьетесь временного успеха, он упадет при малейшем сотрясении (это состояние нестабильное). Наконец, если поставить кирпич на грань с наименьшей площадью, он будет стоять, но его можно уронить на грань большей площади, если затратить определенную энгергию. Это и есть энергия активации, а состояние кирпича называется метастабильным.

Понятие равновесия – связано со временем. Например, если вода и лед сосуществуют вместе, и при этом ни лед не тает, ни вода не замерзает, значит, они находятся в равновесии. При неизменных Т и Р они могут находиться в таком состоянии сколь угодно долго. Однако стоит только изменить любой из параметров (Т или Р), тут же равновесие будет нарушено.

Если в образце мы не видем реакционных кайм между двумя соприкасающимися минералами, мы можем сказать, что они вероятно были в равновесии в момент образования. Однако это еще нужно доказывать методами более детальных исследований (химия и теукстурный анализ). Наличие кайм свидетельствует о неравновесности (например, гранат может быть отделен от биотита каймой хлорита).

При постановке экспериментов исследователи говорят о достижении равновесия между фазами, если не происходит дальнейших изменений в течение определенного промежутка времени (это могут быть часы, месяцы, и даже годы, в зависимости от скорости исследуемой реакции и от терпеливости экспериментатора).

Теперь посмотрим, как выбирают компоненты системы, которая интересует.

Компонентами называют наименьшее число химических составляющих, с помощью которых можно задать все составы фаз данной системы. Например, в примере с Н2О компонентом является Н2О, а не Н2 и О2. Для системы андалузит-силлиманит-кианит компонент – Al2SiO5. Если мы хотим задать составы пироксенов в системе CaO-MgO-FeO-SiO2, то компонентами будут CaSiO3-MgSiO3-FeSiO3, и так далее.