Warum kommt es bei der Hydrolsye bsp. beim Kalifeldspat zum Austausch der K+ und H+ Ionen?

Die Wassermoleküle drängen sich in das Kristallgitter des Feldspats und lösen es auf. Dabei entstehen aber K+ -Ionen und O(2-) -Ionen(doppelt negativ geladener Sauerstoff). K+ -Ionen sind beständig, aber O(2-) -Ionen sind sehr unbeständig, weshalb sie sich H+-Ionen aus der Autoprotolyse des Wassers schnappen und sich mit diesen zu OH- -Ionen verbinden.

Ist es energetisch günstiger?

Das Bilden eines Kristallgitters benötigt meist Energie. Wenn du dieses aber auflöst, wird Energie frei und der Stoff geht in den energieärmeren Zustand über.

Und warum zerfällt das Mineral in Anwesenheit der H Kationen?

Ich gehe einmal davon aus, dass du mit Anwesenheit der H Kationen eine saure Lösung meinst. Da eine Säure immer ein Anion hat, ist auch dies leicht zu erklären. Angenommen man hat eine schwefelsaure Lösung und gibt Feldspat hinzu, dann werden die SO4(2-) -Ionen versuchen an die K+ -Ionen zu kommen, und die H+ - Ionen werden versuchen an die O(2-) -Ionen zu kommen.

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Ich gehe mal davon aus das mit: "Die Erde enthält 20 % Wasser", der Massenanteil gemeint ist. w...Anteil  m...Masse V...Volumen c... Stoffmengenkonzentation n... Stoffmenge

Um die Masse des Wassers zu erhalten, muss man, über den gegebenen Anteil, die Masse der Erde mit diesem multiplizieren. 

m(H20) = m(Erde) * w(Anteil) 10 g * 0,2 = 2 g

Da man nun die Masse an H2O hat und man einfach mal von einer Dichte 1 kg/L ausgehen kann, ist nun die Masse des Wassers gleich der seines Volumens.

m(H2O) = V(H2O) 

So hat man 2 mL die mit 100 mL auf 102mL verdünnt werden.

Diese 102 mL Lösung besitzen einen pH von 6,5. 

Nach dem negativen Entlogarithmieren der 6,5 durch 10^-6,5 erhält man 3,162277 * 10^-7

Das macht eine H+.Konzentration von 3,2 * 10^-7 mol/L im Eluat

Nun zu der Konzentration im  Bodenwasser. 102 mL hat man eine Konzentration von 3,2 * 10^-7 mol/L

n(H+)=c(H+ in Eluat) * V(Eluat) 3,2 * 10^-7 mol/L * 0,102 L = 3,2255 * 10^-8 mol

Nun muss man die H+-Ionenkonzentration im Bodenwasser bestimmen.

c(H+ im Bodenwasser) = n(H+) / V(Bodenwasser) 3,2255 * 10^-8 / 2 * 10^-3 = 1,6127 * 10^-5 mol/L

Damit wäre die Konzentration im Bodenwasser auch bestimmt: 1,6 * 10^-5 mol/L 

Durch negatives Logarithmieren der 1,6 * 10^-5 erhält man den pH-Wert.

-log(1,6127 * 10^-5) =  4,79

pH(Bodenwasser) = 4,8

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