Articles

Kleimineralen

On oktober 16, 2021 by admin

Kleimineralen

Alle kleimineralen hebben een vergelijkbare chemische samenstelling, een gelaagde structuur, en een grote affiniteit voor water. Sommige zwellen gemakkelijk op en kunnen in dikte verdubbelen als ze nat worden. Zij binden omkeerbaar ionen, vooral metaalkationen. Deze eigenschappen vloeien voort uit de structuur van kleimineralen.

Structuur

Alle kleimineralen bestaan uit deeltjes die anionisch gelaagde silicaten en metaalkationen bevatten. Ze maken deel uit van de groep van fyllosilicaten. De meeste hebben de “sandwich”-structuur met 2 lagen vel-silicaten gebonden aan octahedrale kationen. Andere, zwak gebonden kationen bevinden zich tussen de lagen en worden opgelost door water.
Kleideeltjes in de bodem ontstaan door de fysische en chemische verwering van silicaathoudend gesteente.
Er zijn 4 hoofdklassen kleimineralen.

1. De Kaolinietgroep bestaat uit polymorfen met de formule Al2Si2O5(OH)4. De herhalingseenheid is een enkele silicaatplaat gecondenseerd met aluminiumoxide-octaëders.
2. De Montmorilloniet/Smectietgroep omvat talk, vermiculiet, montmorilloniet en andere. De algemene formule is (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, waarbij x staat voor een variabele hoeveelheid water. Deze mineralen hebben allemaal de sandwichstructuur met tetrahedrale silicaatlagen sterk gebonden aan octahedrale aluminium- of magnesiumatomen.
3. De kleisoorten van de Illietgroep hebben als algemene formule (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, waarbij x staat voor een variabele hoeveelheid water. De structuur van deze groep is vergelijkbaar met die van de montmorillonietgroep met een sandwich-type structuur.
4. De Chlorietgroep bevat ook sandwich-type eenheden. In veel van deze mineralen bevindt zich tussen de sandwichen nog een zwak aan elkaar vastzittende, octaëdrisch gecoördineerde Mg2+. De algemene formule is X4-6Y4O10(OH, O)8. De X staat voor aluminium, ijzer, lithium, magnesium, mangaan, nikkel, zink of zelden chroom. De Y staat voor aluminium, silicium, boor of ijzer, maar meestal aluminium en silicium.

Het plaatje hieronder toont de structuur van de smectiet-illiet klei met het sandwich-type herhalingseenheid.

Het volgende plaatje toont de structuur van kaoliniet klei met een enkele silicaatplaat gebonden aan een octahedrale metaaloxidelaag in de herhalingseenheid.

Ionenuitwisseling

De ruimte tussen de “sandwiches” bevat water en zwak gebonden kationen. De kationen zijn daar om de totale negatieve lading van de silicaat-aluminaat sandwicheenheid in evenwicht te brengen.
Wanneer de concentratie van een bepaald kation buiten het kleideeltje groter is dan binnenin, diffundeert dat kation in het deeltje en diffundeert een ander kation naar buiten.
Op deze manier nemen kleimineralen ionen op die essentieel zijn voor de plantengroei wanneer planten aan het eind van de groeicyclus worden afgebroken en geven ze deze voedingsstoffen tijdens het groeiseizoen langzaam weer af aan de groeiende planten.

Bijzonder belangrijk voor groeiende planten zijn K+, Ca2+ en Mg2+. Planten krijgen ook kleinere hoeveelheden Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+.Anionen, zoals nitraat en fosfaat, kunnen ook worden opgeslagen en uitgewisseld in het inter-sandwich gebied.

Het vasthouden van water

Hetzelfde gebied dat de zwak gebonden kationen, zouten, en polaire moleculen vasthoudt, kan ook grote hoeveelheden water vasthouden. Sommige kleisoorten kunnen hun volume verdubbelen door het water tussen de sandwichlagen op te nemen. Dit water wordt rond plantenwortels langzaam weer aan de bodem afgegeven.

TerugCompassIndexInleidingFacebookVolgende