Articles

Jílové minerály

On 16 října, 2021 by admin

Jílové minerály

Všechny jílové minerály mají podobné chemické složení, vrstevnatou strukturu a velkou afinitu k vodě. Některé snadno bobtnají a za mokra mohou zdvojnásobit svou tloušťku. Vratně vážou ionty, zejména kationty kovů. Tyto vlastnosti vyplývají ze struktury jílových minerálů.

Struktura

Všechny jílové minerály se skládají z částic, které obsahují aniontové vrstevnaté křemičitany a kationty kovů. Patří do skupiny fylosilikátových minerálů. Většina z nich má „sendvičovou“ strukturu se 2 vrstvami listových křemičitanů vázaných na oktaedrické kationty. Ostatní, slabě vázané kationty se nacházejí mezi vrstvami a jsou rozpouštěny vodou.
Jílové částice v půdě vznikají fyzikálním a chemickým zvětráváním hornin obsahujících křemičitany.
Existují 4 hlavní třídy jílových minerálů.

1. Skupinu kaolinitu tvoří polymorfy vzorce Al2Si2O5(OH)4 . Opakující se jednotkou je jeden křemičitanový list kondenzovaný s oktaedry oxidu hlinitého.
2. Do skupiny montmorillonitu/smectitu patří mastek, vermikulit, montmorillonit a další. Obecný vzorec je (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, kde x představuje proměnné množství vody. Všechny tyto minerály mají sendvičovou strukturu s tetraedrickými křemičitanovými vrstvami pevně vázanými na oktaedrické atomy hliníku nebo hořčíku.
3. Jíly illitové skupiny mají obecný vzorec (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, kde x představuje proměnné množství vody. Struktura této skupiny je podobná montmorillonitové skupině se sendvičovou strukturou.
4. Chloritová skupina rovněž obsahuje jednotky sendvičového typu. V mnoha těchto minerálech je mezi sendviči slabě připojen další, oktaedricky koordinovaný Mg2+. Obecný vzorec je X4-6Y4O10(OH, O)8. X představuje buď hliník, železo, lithium, hořčík, mangan, nikl, zinek nebo vzácně chrom. Y představuje buď hliník, křemík, bór nebo železo, většinou však hliník a křemík.

Následující obrázek ukazuje strukturu smektit-ilitových jílů s opakovací jednotkou sendvičového typu.

Následující obrázek ukazuje strukturu kaolinitových jílů s jedním křemičitanovým listem vázaným na oktaedrickou vrstvu oxidu kovu v opakovací jednotce.

Iontová výměna

Prostor mezi „sendviči“ obsahuje vodu a slabě vázané kationty. Kationty jsou zde proto, aby vyrovnaly celkový záporný náboj sendvičové jednotky křemičitanů a hlinitanů.
Když je koncentrace určitého kationtu větší vně částice jílu než uvnitř, tento kationt difunduje dovnitř částice a některý jiný kationt difunduje ven.
Tímto způsobem jílové minerály zachycují ionty, které jsou nezbytné pro růst rostlin, když se rostliny na konci vegetačního cyklu rozkládají, a během vegetačního období tyto živiny pomalu odevzdávají rostoucím rostlinám.

Zejména důležité pro rostoucí rostliny jsou K+, Ca2+, Mg2+. Rostliny získávají také menší množství Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+.

Aniony, jako jsou dusičnany a fosforečnany, mohou být také uchovávány a vyměňovány v meziprostoru.

Zadržování vody

Tentýž prostor, který zadržuje slabě vázané kationty, soli a polární molekuly, může také zadržovat velké množství vody. Některé jíly mohou zdvojnásobit svůj objem zvětšením množství vody mezi sendvičovými vrstvami. Tato voda se pomalu uvolňuje zpět do půdy v okolí kořenů rostlin.

ZpětKompasIndexÚvodFacebookDalší
.