Articles

Savimineraalit

On 16 lokakuun, 2021 by

Savimineraalit

Kaikilla savimineraaleilla on samanlainen kemiallinen koostumus, kerroksellinen rakenne ja suuri affiniteetti vettä kohtaan. Jotkin niistä turpoavat helposti ja voivat kastuessaan kaksinkertaistaa paksuutensa. Ne sitovat palautuvasti ioneja, erityisesti metallikationeja. Nämä ominaisuudet johtuvat savimineraalien rakenteesta.

Rakenne

Kaikki savimineraalit koostuvat hiukkasista, jotka sisältävät anionisia kerrostuneita silikaatteja ja metallikationeja. Ne kuuluvat fyllosilikaattimineraalien ryhmään. Useimmilla on ”sandwich”-rakenne, jossa 2 kerrosta levysilikaatteja on sitoutunut oktaedrisiin kationeihin. Muut, heikosti sitoutuneet kationit sijaitsevat kerrosten välissä ja ovat veden liuottamia.
Savihiukkaset maaperässä syntyvät silikaattipitoisen kiven fysikaalisesta ja kemiallisesta säätelystä.
Savimineraaleissa on neljä pääluokkaa.

  1. Kaoliniittiryhmä koostuu kaavan Al2Si2O5(OH)4 polymorfioista. Toistoyksikkönä on yksi silikaattilevy, johon on tiivistetty alumiinioksidiktaedreja.
  2. Montmorilloniitti/Smektiittiryhmään kuuluvat mm. talkki, vermikuliitti ja montmorilloniitti. Yleiskaava on (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, jossa x edustaa vaihtelevaa vesimäärää. Näillä mineraaleilla on kaikilla sandwich-rakenne, jossa tetraedriset silikaattikerrokset ovat vahvasti sidoksissa oktaedrisiin alumiini- tai magnesiumatomeihin.
  3. Illitiittiryhmän savien yleiskaava on (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, jossa x edustaa vaihtelevaa vesimäärää. Tämän ryhmän rakenne muistuttaa montmorilloniittiryhmän sandwich-tyyppistä rakennetta.
  4. Kloriittiryhmä sisältää myös sandwich-tyyppisiä yksiköitä. Monissa näistä mineraaleista on sandwichien välissä toinen heikosti kiinnittynyt, oktaedrisesti koordinoitu Mg2+. Yleiskaava on X4-6Y4O10(OH, O)8. X edustaa joko alumiinia, rautaa, litiumia, magnesiumia, mangaania, nikkeliä, sinkkiä tai harvoin kromia. Y edustaa joko alumiinia, piitä, booria tai rautaa, mutta useimmiten alumiinia ja piitä.

Oheisessa kuvassa näkyy smektiitti-illiittisavien rakenne, jossa on sandwich-tyyppinen toistoyksikkö.


Seuraavassa kuvassa näkyy kaoliniittisavien rakenne, jossa toistoyksikkönä on yksittäinen silikaattilevy, joka on sitoutunut oktaedriseen metallioksidikerrokseen.

Ioninvaihto

”Voileipien” välinen tila sisältää vettä ja heikosti sitoutuneita kationeja. Kationit ovat siellä tasapainottamassa silikaatti-aluminaatti-sandwich-yksikön yleistä negatiivista varausta.
Kun tietyn kationin pitoisuus on savihiukkasen ulkopuolella suurempi kuin sen sisällä, kyseinen kationi diffundoituu hiukkasen sisälle ja jokin muu kationi diffundoituu ulos.
Siten savimineraalit ottavat talteen kasvien kasvulle välttämättömiä ioneja, kun kasvit hajoavat kasvukierron lopussa, ja luovuttavat hitaasti kyseisiä ravinteita kasvaville kasveille kasvukauden aikana.


Kasvaville kasveille ovat kasvukauden aikana erityisen tärkeitä K+-, Ca2+-, ja Mg2+. Kasvit saavat myös pienempiä määriä Fe2+:a, Mn2+:a, Cu+:a, Zn2+:a, B3+:a, Mo3+:a. Myös anionit, kuten nitraatti ja fosfaatti, voivat varastoitua ja vaihtua leipien väliselle alueelle.

Veden pidättäminen

Samalle alueelle, joka pidättää heikosti sidottuja kationeja, suoloja ja polaarisia molekyylejä, voi myös varastoitua suuria määriä vettä. Jotkut savet voivat kaksinkertaistaa tilavuutensa lisäämällä vettä sandwich-kerrosten väliin. Tämä vesi vapautuu hitaasti takaisin maaperään kasvien juurien ympärille.


TakakompassiSisällysluetteloSisällysluetteloFacebookSeuraava

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.