a

2

 – Henry’s constant for CO

2

 degassing; X

2e

 – equilibrium to atmospheric CO

2

 

concentration in the solution. Of course, we understand that Henry’s approximation is 
good for steady gas exchange process and will give uncontrolled error at the initial 
phase of saturation or degassing. Note that transitive processes of such kind were 
considered in Danckwerts’ papers [3]. But the simplicity of approximation (6) 
compensates for its defects.      

Quasiequilibrium approximation in the model of СаСО

formation. Accept 

that the processes in CHCS take place in quasiequilibrium way. Here we understand 
that the reactions of mutual transformation of components within CHCS 

               

7

1

6

2

X

X

X

X

+

+

;  

7

3

1

X

X

X

+

;   

7

1

3

X

X

X

+

  

(7) 

take place much faster than the processes of gas exchange or crystallization 

(adiabatic approximation for crystallization kinetics). Adequacy criterion for such 
approximation is the agreement of simulated calculations and experimental data. 

CaCO

3

 formation is not available. Under these conditions from (4) we obtain 

the expression for the rate of calcium ions concentration change and from (3a) – their 
concentration. Take into account that at equilibrium of reactions (7) carbonates sum 
can be presented by relationship, 

                

(X7(t))

f

(t)

X

Sc(t)

2

2

=

,    



+

+

=

7

X

2

2

7

X

2

1

1

7

2

γ

K

1

γ

K

1

)

(X

f

,        

(8) 

K

1

, K

2

 – thermodynamic constants of equilibrium dissociation of carbon acid of 

the first and the second degrees; γ

1

, γ

2

 – activity coefficients of singly and doubly 

charged ions. 

Substituting (8) into (5) we obtain kinetic equation for Ca

2+

 ions in 

quasiequilibrium (adiabatic) approximation 

                  

)

X

 

 

(X

a

 

 

X

)

(X

f

X

X

)

(X

f

X

2e

_

2

2

7

7

2

2

2

7

2

8

+

+

=

(9) 

f

2

’(X

7

) – derivative by X

7

 from f

2

(X7). 

According to equation (3a) we obtain: 

     

)

X

,

(X

f

S

X

7

2

8

o
Ca

8

=





+

+

=

7

18

2

7

2

18

2

1

1

2

X

K

K

1

X

X

K

γ

K

γ

38

7

2

8

K

1

1

)

X

,

X

(

f

,    (10) 

                          

7

2

1

2

1

e

1

X

γ

X

K

X

=

,           

2

7

X

2

γ

γ

X

K

K

X

2

1

2
2

2

1

e
3

=

 ;    

(11) 

K

18

, k

38

 – thermodynamic constants of equilibrium X

18

 and X

38

 dissociations, X

i

e

 

– equilibrium by (7) components concentrations. 

Equations (9) – (11) present the laws of Ca

2+ 

concentration change and other 

CHCS components in quasiequilibrium approximation when crystallization is not 

- 1372 -