Компонент

Компонент (от лат. componens — составляющий) — это составная часть чего-либо. В физической химии и геологии понятие «компонент» используется в связи с правилом фаз для выражения составов фаз физико-химических систем. Компоненты представляют собой индивидуальные вещества, реально присутствующие в этих системах. Понятие компонента введено в 1873 году Гиббсом.

Количество каждого компонента в системе не зависит от количества других. Если составные части системы не реагируют между собой, то это — физические системы, и количество компонентов равно количеству индивидуальных веществ. Если в системе составные части реагируют друг с другом, то количество компонентов, которые в этом случае называются независимыми компонентами, равно числу составных частей минус количество реакций, протекающих между ними. При этом выбор того, какие составные части из реально присутствующих считаются независимыми компонентами, принципиально безразличен.

Например, в системе СаСО₃ + СаО + CO₂, связанных реакцией СаСО₃ ↔︎ СаО + CO₂, можно выбрать за компоненты CaCO₃ и СаО, тогда СО₂ количественно задаётся как продукт диссоциации СаСО₃ и потому не является независимым компонентом; но можно брать СО₂ и СаО, тогда количество СаСО₃ задаётся как продукт ассоциации и т. п.

В геологических науках при использовании термина «компонент» в приложении к природным системам далеко не всегда учитывается изложенный смысл этого понятия. Для природных систем, которые могут быть открытыми полностью или частично или закрытыми в отношении поступления или ухода тех или иных составных частей, нередко используются представления о подвижности компонентов и выделяют подвижные и инертные компоненты, но в эти термины разными авторами вкладывается различное содержание.

По Николаеву и Доливо-Добровольскому (1961), подвижные компоненты — те химические компоненты системы, которые не сохраняют постоянства своих масс, а их химические потенциалы (или концентрации) изменяются зависимо или сохраняют постоянную величину. Подвижные компоненты открытых систем разделяются на две группы: вариантные компоненты и невариантные компоненты. При уменьшении числа фаз в системе невариантные подвижные компоненты могут перейти в вариантные, и увеличение числа фаз в системе связано с переходом вариантных компонентов в невариантные.

По Коржинскому (1957), вполне подвижные компоненты — те, химические потенциалы которых являются интенсивными факторами состояния, то есть интенсивными независимыми параметрами системы, а массы их, следовательно, являются зависимыми: в случае установления равновесия в системе химические потенциалы их постоянны; в общем случае они в пределах рассматриваемой системы могут изменяться, задаваясь потенциалами во внешней среде и вызывая, в свою очередь, зависимое изменение и их массы. Понятие «вполне подвижные компоненты» не следует отождествлять с понятием «подвижные компоненты».

Понятие «инертные компоненты» не имеет общепризнанного значения (Коржинский, 1937, 1957 и др.; Николаев и Доливо-Добровольский, 1961; Сторонкин, 1956; Сторонкин и Мариничев, 1966, 1970). Согласно Руднику (1966), следует различать геохимические и термодинамически инертные компоненты, в связи с чем инертные компоненты предложено разделять на вполне инертные (или инертные невариантные) и на инертные перемещённые (или инертные вариантные) термодинамические компоненты.

Менерт (Mehnert, 1968) выделяет геохимически мобильные компоненты (обладающие значительной миграционной способностью) и геохимически немобильные компоненты (обладающие малой миграционной мобильностью). Различают также устойчивые химические компоненты (Романович, 1961). В процессах метасоматоза выделяют минеральный устойчивый, вытесненный, осаждённый, освобождённый и освобождённый избыточный компоненты (Казицын, Рудник, 1968).

Современный контекст

Современные исследования в области термодинамики природных систем (включая метасоматоз, метаморфизм и гидротермальные процессы) применяют математическое моделирование (например, программу Perple_X или THERMOCALC) для расчёта фазовых равновесий с учётом подвижности компонентов. Методы ГИС и геохимического картирования позволяют уточнять миграционные свойства компонентов в природных системах, различая открытые, полуоткрытые и закрытые системы. Классификации подвижности компонентов (вполне подвижных, инертных и др.) остаются дискуссионными, но понятия Н. Д. Коржинского (1957) по-прежнему используются в качестве основы для расчёта метасоматической зональности (Источники: Коржинский, 1957; Рудник, 1966; современные учебники по термодинамике геологических систем, 2020–2023).