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Minerali di argilla

Il Ottobre 16, 2021 da admin

Minerali di argilla

Tutti i minerali di argilla hanno una composizione chimica simile, una struttura a strati e una grande affinità per l’acqua. Alcuni si gonfiano facilmente e possono raddoppiare di spessore quando sono bagnati. Legano reversibilmente gli ioni, in particolare i cationi metallici. Queste proprietà derivano dalla struttura dei minerali di argilla.

Struttura

Tutti i minerali di argilla consistono in particelle che contengono silicati stratificati anionici e cationi metallici. Fanno parte del gruppo di minerali fillosilicati. La maggior parte ha la struttura “a sandwich” con 2 strati di silicati stratificati legati a cationi ottaedrici. Altri cationi debolmente legati si trovano tra gli strati e sono solvatati dall’acqua.
Le particelle di argilla nel suolo sono il risultato dell’erosione fisica e chimica delle rocce contenenti silicati.
Ci sono 4 classi principali di minerali di argilla.

1. Il gruppo della caolinite consiste di polimorfi di formula Al2Si2O5(OH)4. L’unità di ripetizione è un singolo foglio di silicato condensato con ottaedri di allumina.
2. Il gruppo Montmorillonite/Smectite include talco, vermiculite, montmorillonite e altri. La formula generale è (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, dove x rappresenta una quantità variabile di acqua. Questi minerali hanno tutti la struttura a sandwich con strati tetraedrici di silicato fortemente legati ad atomi ottaedrici di alluminio o magnesio.
3. Le argille del gruppo Illite hanno una formula generale (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, dove x rappresenta una quantità variabile di acqua. La struttura di questo gruppo è simile a quella della montmorillonite con una struttura a sandwich.
4. Anche il gruppo della clorite contiene unità a sandwich. In molti di questi minerali, c’è un altro Mg2+ debolmente attaccato e coordinato ottaedralmente tra i sandwich. La formula generale è X4-6Y4O10(OH, O)8. La X rappresenta alluminio, ferro, litio, magnesio, manganese, nichel, zinco o raramente cromo. La Y rappresenta alluminio, silicio, boro o ferro, ma soprattutto alluminio e silicio.

L’immagine qui sotto mostra la struttura delle argille smectite-illite con l’unità di ripetizione a sandwich.

L’immagine successiva mostra la struttura delle argille caoliniti con un singolo foglio di silicato legato a uno strato ottaedrico di ossido metallico nell’unità di ripetizione.

Scambio di ioni

Lo spazio tra i “panini” contiene acqua e cationi debolmente legati. I cationi sono lì per bilanciare la carica negativa complessiva dell’unità sandwich silicato-alluminato.
Quando la concentrazione di un particolare catione è maggiore all’esterno della particella di argilla che all’interno, quel catione si diffonderà nella particella e qualche altro catione si diffonderà all’esterno.
In questo modo, i minerali di argilla raccolgono ioni che sono essenziali per la crescita delle piante quando le piante si decompongono alla fine del ciclo di crescita e cedono lentamente questi nutrienti alle piante in crescita durante la stagione di crescita.

Particolarmente importanti per le piante in crescita sono K+, Ca2+, Mg2+. Le piante ottengono anche piccole quantità di Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+. Gli anioni, come il nitrato e il fosfato, possono anche essere immagazzinati e scambiati nell’area intersandwich.

Ritenzione dell’acqua

La stessa area che contiene i cationi debolmente legati, i sali e le molecole polari può anche trattenere grandi quantità di acqua. Alcune argille possono raddoppiare il loro volume aumentando l’acqua tra gli strati a sandwich. Quest’acqua viene rilasciata lentamente nel terreno intorno alle radici delle piante.

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