Преобразование уравнения Нернста. Коэффициент Кда. Причины различия в значениях Кда для различных пород

Диффузионная ЭДС. Уравнение Нернста
При непосредственном контакте водных растворов электролитов различной концентрации происходит диффузия ионов из раствора большей концентрации в разбавленный раствор. Поскольку подвижности ионов неодинаковы, менее концентрированный раствор приобретает по отношению к более концентрированному заряд, знак которого соответствует знаку заряда, перенесенного более подвижными ионами. В случае соприкосновения растворов бинарного электролита на их границе возникает ЭДС, определяемая формулой Нернста:
где, R- универсальная газовая постоянная, F-число фарадея,
T- абсолютная температура, Nk и Na- количество катионов и анионов, Zk и Za- валентности катиона и аниона, u и v- электрические подвижности катиона и аниона , С1 и С2- эквивалентные концентрации электролита в растворах, Ед- диффузионная ЭДС

Преобразование уравнения Нернста
Для однородно валентного электролита Zк=Za=1, Nк=Na=1 и уравнение Нернста упрощается:
После подстановки в текущую формулу числовых значений R и F, при T=291° K, получим:
где, - числа переноса катионов и анионов.
В частном случае для раствора NaCl при среднем значении Nк-Na=-0,2:
Тогда в общем виде:
Где Кд- коэффицент диффузионной ЭДС, который зависит от химического состава соприксающихся электролитов

Коэффициент диффузионной ЭДС
В таблице 1 приведены значения Кд при T=291° K для наиболее распространенных солей, присутствующих в пластовых водах нефтяных и газовых месторождений:

Диффузионно-адсорбционная ЭДС
Диффузионно-адсорбционная ЭДС Еда, возникающая между растворами электролита, разделенными пористой перегородкой, описывается выражением:
где Еда – диффузионно-адсорбционная ЭДС, мВ; Kда – коэффициент диффузионно-адсорбционной ЭДС, эта величина в отличие от Ед зависит не только от температуры и химического состава растворов, но и от свойств породы, через которую происходит контакт растворов; С1, С2 – концентрация растворов, ρ1, ρ2 – удельное электрическое сопротивление растворов. Для растворов NаСl величина Кда при температуре 18°С изменяется в пределах от –11.6 мВ до 58 мВ, что соответствует переходу от чистых, хорошо проницаемых песчаников к песчаникам глинистым, далее — к песчанистым глинам и, наконец, к чистым непроницаемым глинам.