Articles

Agyagásványok

On október 16, 2021 by admin

Agyagásványok

Minden agyagásvány hasonló kémiai összetételű, réteges szerkezetű, és nagy affinitással rendelkezik a vízhez. Egyesek könnyen megduzzadnak, és nedvesség hatására megduplázódhat a vastagságuk. Megfordíthatóan kötnek ionokat, különösen fémkationokat. Ezek a tulajdonságok az agyagásványok szerkezetéből adódnak.

Szerkezet

Minden agyagásvány olyan részecskékből áll, amelyek anionos réteges szilikátokat és fémkationokat tartalmaznak. Az ásványok filoszilikát csoportjába tartoznak. A legtöbbjük “szendvics” szerkezetű, 2 réteg lapszilikátból álló, oktaéderes kationokhoz kötött réteggel. Más, gyengén kötött kationok a rétegek között helyezkednek el, és vízzel oldódnak.
A talajban lévő agyagrészecskék a szilikáttartalmú kőzetek fizikai és kémiai időjárásának eredményeként keletkeznek.
Az agyagásványoknak 4 fő osztálya van.

1. A kaolinit csoport az Al2Si2O5(OH)4 képletű polimorfokból áll. Az ismétlődő egység egyetlen szilikátlap, amely alumínium-oktaéderekkel kondenzálódik.
2. A montmorillonit/szmektit csoportba tartozik a talkum, a vermikulit, a montmorillonit és mások. Általános képlete: (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, ahol x változó mennyiségű vizet jelent. Ezek az ásványok mind szendvicsszerkezetűek, a tetraéderes szilikátrétegek erősen kötődnek az oktaéderes alumínium- vagy magnéziumatomokhoz.
3. Az Illit-csoportba tartozó agyagok általános képlete (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, ahol x változó mennyiségű vizet jelent. Ennek a csoportnak a szerkezete a montmorillonit csoporthoz hasonló, szendvics típusú szerkezetű.
4. A klorit csoport szintén tartalmaz szendvics típusú egységeket. Sok ilyen ásványban a szendvicsek között egy másik, gyengén kötött, oktaéderes koordinációjú Mg2+ található. Az általános képlet a következő: X4-6Y4O10(OH, O)8. Az X vagy alumíniumot, vasat, lítiumot, magnéziumot, mangánt, nikkelt, cinket vagy ritkán krómot jelent. Az Y alumíniumot, szilíciumot, bórt vagy vasat, de többnyire alumíniumot és szilíciumot jelent.

Az alábbi kép a szmektit-illit agyagok szerkezetét mutatja a szendvics típusú ismétlődő egységgel.

A következő kép a kaolinit agyagok szerkezetét mutatja, ahol az ismétlődő egységben egyetlen szilikátlap kapcsolódik egy oktaéderes fémoxid réteghez.

Ioncsere

A “szendvicsek” közötti térben víz és gyengén kötött kationok találhatók. A kationok azért vannak ott, hogy ellensúlyozzák a szilikát-aluminát szendvicsegység általános negatív töltését.
Ha egy adott kation koncentrációja nagyobb az agyagrészecskén kívül, mint belül, akkor ez a kation a részecskébe diffundál, és egy másik kation diffundál ki.
Az agyagásványok ily módon felveszik a növények növekedéséhez nélkülözhetetlen ionokat, amikor a növények a növekedési ciklus végén lebomlanak, és a növekedési időszak alatt lassan leadják ezeket a tápanyagokat a növekvő növényeknek.

A növekvő növények számára különösen fontos a K+, Ca2+, Mg2+. A növények kisebb mennyiségben Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+-t is kapnak.Az anionok, mint például a nitrát és a foszfát, szintén tárolhatók és kicserélhetők a szendvicsek közötti területen.

Vízmegtartás

Az a terület, amely a gyengén kötött kationokat, sókat és poláris molekulákat tartja, nagy mennyiségű vizet is képes megtartani. Egyes agyagok a szendvicsrétegek közötti vízmennyiség növelésével képesek megduplázni térfogatukat. Ez a víz a növények gyökerei körül lassan visszajut a talajba.

BackCompassIndexIntroductionFacebookNext