有機質(zhì)離子交換樹脂孔隙尺寸分析圖像顯微鏡
深入研究了有機質(zhì)離子交換樹脂的離子平衡理論。這種樹脂與巖石不
同之處在于它的孔隙尺寸僅相當(dāng)于水化離子直徑，比擴散層的正常厚度小
得多．他們的研究僅限于不變內(nèi)層和不存在吸附層，而離子交換劑是含有
一種電解質(zhì)且很稀釋的溶液的情況。
上述問題盡管做了大量研究工作，而對于孔隙空間，毛細(xì)管形狀以及
飽和溶液礦化度均有較大變化的實際巖石(還有土壤、陶瓷、膈膜等)，雙
電層內(nèi)離子分布和巖石與一種或數(shù)種電解質(zhì)溶液伺的離子平衡問題，還沒
有得到最普遍的和嚴(yán)格的解。這是因為采用波爾茲曼和泊松方程的經(jīng)典方
法時，在數(shù)學(xué)處理上有很大困難。
為了避免嚴(yán)重的數(shù)學(xué)困難，提出兩個假設(shè)作為建立以后一些理論概念
的基礎(chǔ)。第一，應(yīng)用離子擴散過程的和產(chǎn)生巖石擴散一吸附電動勢的分子
動力模型。在這種情況下，對于任意種電解質(zhì)溶液可以得到巖石擴散一吸
附電位微分方程和離子擴散方程。這些方程是根得爾松和愛爾斯特一普蘭
克自由水溶液方程的概括形式。在擴散平衡情況下，這種模型就可使巖石
中與兩種符號自由離子濃度及與它處于平衡狀態(tài)的外自由溶液濃度有關(guān)的
質(zhì)量作用定律形式達(dá)到歸一化．第二，應(yīng)用林格繆爾定律描述可變內(nèi)層和
吸附層的形成。
采用這種模型可以得到在巖石毛細(xì)管中及雙電層不同部位的離子濃度
與平衡溶液成分，以及巖石離子容相關(guān)的近似關(guān)系。這樣，就確定了建立
以后各章節(jié)中巖石各種電化學(xué)現(xiàn)象定量研究的理論基礎(chǔ)。在一般情況下是
不確切的，i但從研究結(jié)果可看出，；這種假設(shè)所引起的誤差對于溶液濃度
大于o．olH(電阻率小于10歐姆米)和孔徑遠(yuǎn)大于水化離子截面的情況則不
超過容許數(shù)值，對于大部分油田的地質(zhì)—地球物理實踐未說，它的精度是
足夠的了。第一節(jié) 離子雙電層概念一、雙電層結(jié)構(gòu)
巖石是多孔介質(zhì)或毛細(xì)管系統(tǒng)的一種形式。像其它毛細(xì)管系統(tǒng)一樣，
在巖石骨架與孔隙中電解質(zhì)溶液界面處產(chǎn)生離子雙電層。緊靠固相表面是
它的不動內(nèi)層。內(nèi)層的離子及溶液中與其同符號的離子叫同號離子。對于
大部分巖石，這種離子是陰離子(溶液中同號離子通常是氯離子)。下面所
有同號離子的數(shù)值用標(biāo)號“a”表示。
