Articles

Lermineraler

On oktober 16, 2021 by admin

Lermineraler

Alle lermineraler har en lignende kemisk sammensætning, en lagdelt struktur og en stor affinitet for vand. Nogle svulmer let op og kan fordobles i tykkelse, når de er våde. De binder ioner, især metalkationer, reversibelt. Disse egenskaber skyldes lermineralernes struktur.

Struktur

Alle lermineraler består af partikler, der indeholder anioniske lagdelte silikater og metalkationer. De er en del af phyllosilikatgruppen af mineraler. De fleste har en “sandwich”-struktur med 2 lag lag af pladesilikater bundet til oktaedriske kationer. Andre, svagt bundne kationer er placeret mellem lagene og opløses af vand.
Lejpartikler i jorden er resultatet af fysisk og kemisk forvitring af silikatholdige bjergarter.
Der er 4 hovedklasser af lermineraler.

1. Kaolinitgruppen består af polymorfer med formlen Al2Si2O5(OH)4. Den gentagne enhed er en enkelt silikatplade kondenseret med aluminiumoxidoktaedre.
2. Montmorillonit/Smectit-gruppen omfatter talk, vermiculit, montmorillonit og andre. Den generelle formel er (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, hvor x repræsenterer en variabel mængde vand. Disse mineraler har alle en sandwichstruktur med tetraedriske silikatlag, der er stærkt bundet til oktaedriske aluminium- eller magnesiumatomer.
3. Lerne i Illit-gruppen har den generelle formel (K,H)Al2(Si,Al)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, hvor x repræsenterer en variabel mængde vand. Strukturen i denne gruppe ligner montmorillonitgruppen med en sandwich-type struktur.
4. Kloritgruppen indeholder også sandwich-type enheder. I mange af disse mineraler er der endnu et svagt tilknyttet, oktaedrisk koordineret Mg2+ mellem sandwicherne. Den generelle formel er X4-6Y4O10(OH, O)8. X’et repræsenterer enten aluminium, jern, lithium, magnesium, mangan, nikkel, zink eller sjældent krom. Y’et repræsenterer enten aluminium, silicium, bor eller jern, men for det meste aluminium og silicium.

Billedet nedenfor viser strukturen af smectit-illit-ler med den sandwichagtige gentagelsesenhed.

Det næste billede viser strukturen af kaolinit-ler med et enkelt silikatlag bundet til et oktaedrisk metaloxidlag i gentagelsesenheden.

Ionbytning

Rummet mellem “sandwichene” indeholder vand og svagt bundne kationer. Kationerne er der for at afbalancere den samlede negative ladning i silikat-aluminat-sandwich-enheden.
Når koncentrationen af et bestemt kation er større uden for lerpartiklen end indeni, vil dette kation diffundere ind i partiklen, og et andet kation vil diffundere ud.
På denne måde opsamler lermineralerne ioner, der er vigtige for plantevækst, når planterne nedbrydes i slutningen af vækstcyklussen, og de afgiver langsomt disse næringsstoffer til de voksende planter i løbet af vækstsæsonen.

Særligt vigtige for voksende planter er K+, Ca2+, Mg2+. Planterne får også mindre mængder Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+. Anioner, som f.eks. nitrat og fosfat, kan også lagres og udveksles i det mellemliggende område.

Retention af vand

Det samme område, der rummer de svagt bundne kationer, salte og polære molekyler, kan også tilbageholde store mængder vand. Nogle lerarter kan fordoble deres volumen ved at øge vandmængden mellem sandwichlagene. Dette vand frigives langsomt tilbage til jorden omkring planternes rødder.

BackCompassIndexIntroductionFacebookNext