设置初始矿物平衡反应速率和水溶液摩尔浓度
Mineral Annihilation Matrix
目的
这些关键词用于设置GHG模型中的初始平衡反应速率和水溶液摩尔浓度。
格式
| *EQUIL-REACT-RATE | *ON | *OFF |
| *CHEM-EQUIL-SET | *ON | *OFF |
定义
*EQUIL-REACT-RATE
矿物溶解/沉淀速率通常不为零。使用此关键词和次级关键词*ON可以计算一个校正因子，使所有矿物的初始反应速率为零。次级关键词*OFF将关闭此选项。
*CHEM-EQUIL-SET
使用关键词MOLALITY-AQUEOUS和MOLALITY-AQUEOUS-PRIMARY输入水溶液组分的初始摩尔浓度。
关键词MOLALITY-AQUEOUS用于输入所有水溶液组分的摩尔浓度，而关键词MOLALITY-AQUEOUS-PRIMARY仅用于输入主要的水溶液组分的摩尔浓度。
次要组分的摩尔浓度将根据化学平衡方程进行计算。即使使用MOLALITY-AQUEOUS，次要水溶液组分的摩尔浓度也始终会被计算，除非在初始条件部分使用以下关键词：*CALC-MOLALITYAQ-SECONDARY OFF。
默认情况下，CALC-MOLALITYAQ-SECONDARY的次级关键词为ON。使用CHEM-EQUIL-SET ON时，GEM会计算一个校正因子，以确保即使在关键词MOLALITY-AQUEOUS中输入了所有nc_aqu组分的摩尔浓度，化学平衡也能得到满足。
默认值
QUIL-REACT-RATE的默认值为OFF。 CHEM-EQUIL-SET的默认值为OFF。
条件
如果使用这些关键词，则必须在流体模型部分的MODEL和NC关键词之后使用。
解释
矿物反应的化学平衡速率为（Bethke，1996）：
（1）
其中rβ是速率，
是矿物β的反应表面积，kβ是矿物反应β的速率常数，Keq, β是矿物反应β的化学平衡常数，Qβ是矿物反应β的活度积。活度积Qβ类似于水溶液化学平衡反应的活度积，例如：
（2）
通常从输入数据中，根据方程（1）计算得到的反应速率rβ在时间=0时可能不为零。为了确保反应速率为零，在初始化（时间=0处）计算一个因子，并存储在每个网格块和每个反应中，即：
（3）
在后续时间步骤中，将此因子应用于平衡方程（1）RHS与矿物反应速率。当用户指定*EQUIL-REACT-RATE *ON关键词时，执行此操作。
*CHEM-EQUIL-SET 用于化学平衡反应
化学平衡反应使用化学平衡常数（Bethke，1996）进行模拟。化学平衡反应的控制方程为：
（4）
以及
（5）
其中，Keq,a是水溶液反应α的化学平衡常数，
是组分k的活度，vka是化学计量系数，Qa是活度积。
通常从输入数据中，方程（4）的右侧可能不为零。在这种情况下，在初始化时计算一个因子，并存储在每个网格块和每个反应中，即：
（6）
在后续时间步骤中，将此因子应用于平衡常数与活度积的平衡。当用户指定*CHEM-EQUIL-SET *ON关键词时，执行此操作。 有关使用阻尼因子进行化学平衡反应处理和矿物溶解和沉淀反应的进一步细节，请参见附录D。
名词解释
活度积
活度积是指化学反应速率与反应物浓度（或活性）的乘积。在化学反应中，反应速率与反应物的浓度（或活性）成正比关系。活度积可以用于描述化学反应的进行程度。
活度积的数值与化学反应的平衡常数有关。在一个化学反应达到平衡时，活度积等于平衡常数的数值。如果活度积大于平衡常数，则反应向前进行，反之则反应向后进行。
活度积在实际应用中具有重要的意义。通过测量反应物和产物的浓度可以计算活度积，从而判断化学反应的进行程度以及反应方向。同时，活度积也可以用于确定化学反应的速率常数，以及控制化学反应的条件和过程。
