Articles

Minerały ilaste

On 16 października, 2021 by admin

Minerały ilaste

Wszystkie minerały ilaste mają podobny skład chemiczny, strukturę warstwową i duże powinowactwo do wody. Niektóre łatwo pęcznieją i mogą podwoić swoją grubość, gdy są mokre. Odwracalnie wiążą jony, szczególnie kationy metali. Właściwości te wynikają z budowy minerałów ilastych.

Struktura

Wszystkie minerały ilaste składają się z cząstek zawierających anionowe krzemiany warstwowe i kationy metali. Należą one do grupy minerałów filokrzemianowych. Większość z nich ma strukturę „kanapkową” z 2 warstwami krzemianów związanych z kationami oktaedrycznymi. Inne, słabo związane kationy znajdują się pomiędzy warstwami i są rozpuszczane przez wodę.
Cząsteczki gliny w glebie powstają w wyniku fizycznego i chemicznego wietrzenia skał zawierających krzemiany.
Istnieją 4 główne klasy minerałów ilastych.

1. Grupa Kaolinitu składa się z polimorfów o wzorze Al2Si2O5(OH)4. Jednostką powtarzającą jest pojedynczy arkusz krzemianowy skondensowany z oktaedrami glinu.
2. Grupa Montmorillonite/Smectite obejmuje talk, wermikulit, montmorillonit i inne. Ogólny wzór to (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, gdzie x reprezentuje zmienną ilość wody. Wszystkie te minerały mają strukturę kanapkową z tetraedrycznymi warstwami krzemianowymi silnie związanymi z oktaedrycznymi atomami glinu lub magnezu.
3. Igliny z grupy Illite mają wzór ogólny (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, gdzie x oznacza zmienną ilość wody. Struktura tej grupy jest podobna do grupy montmorillonitu o strukturze typu sandwiczowego.
4. Grupa chlorytowa również zawiera jednostki typu sandwiczowego. W wielu z tych minerałów pomiędzy kanapkami znajduje się inny, słabo przyłączony, skoordynowany oktaedrycznie Mg2+. Ogólny wzór to X4-6Y4O10(OH, O)8. X reprezentuje aluminium, żelazo, lit, magnez, mangan, nikiel, cynk lub rzadko chrom. Y reprezentuje aluminium, krzem, bor lub żelazo, ale głównie aluminium i krzem.

Następny rysunek przedstawia strukturę glin smektytowo-illitowych z jednostką powtórzenia typu sandwich.

Następny rysunek przedstawia strukturę glin kaolinitowych z pojedynczą blaszką krzemianową związaną z oktaedryczną warstwą tlenku metalu w jednostce powtórzenia.

Wymiana jonowa

Przestrzeń pomiędzy „kanapkami” zawiera wodę i słabo związane kationy. Kationy są tam po to, aby zrównoważyć ogólny ujemny ładunek jednostki kanapkowej krzemian-glinian.
Gdy stężenie danego kationu jest większe na zewnątrz cząstki gliny niż wewnątrz, kation ten będzie dyfundował do wnętrza cząstki, a inny kation będzie dyfundował na zewnątrz.
W ten sposób minerały ilaste pobierają jony, które są niezbędne do wzrostu roślin, gdy rośliny rozpadają się pod koniec cyklu wegetacyjnego i powoli oddają te składniki odżywcze rosnącym roślinom podczas sezonu wegetacyjnego.

Szczególnie ważne dla rosnących roślin są K+, Ca2+, Mg2+. Rośliny otrzymują również mniejsze ilości Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+.Aniony, takie jak azotany i fosforany, mogą być również przechowywane i wymieniane w obszarze międzypiaskowym.

Retencja wody

Ten sam obszar, który utrzymuje słabo związane kationy, sole i cząsteczki polarne, może również zatrzymywać duże ilości wody. Niektóre glinki mogą podwoić swoją objętość poprzez zwiększenie ilości wody pomiędzy warstwami kanapkowymi. Woda ta jest uwalniana powoli z powrotem do gleby wokół korzeni roślin.

BackCompassIndexIntroductionFacebookNext
.