Articles

Lermineraler

On oktober 16, 2021 by admin

Lermineraler

Alla lermineraler har en liknande kemisk sammansättning, en skiktad struktur och en stor affinitet för vatten. Vissa sväller lätt och kan fördubblas i tjocklek när de är våta. De binder reversibelt joner, särskilt metallkatjoner. Dessa egenskaper är ett resultat av lermineralernas struktur.

Struktur

Alla lermineraler består av partiklar som innehåller anjoniska skiktsilikater och metallkatjoner. De ingår i gruppen fyllosilikatmineraler. De flesta har ”sandwich”-strukturen med 2 lager skivsilikater bundna till oktaedriska katjoner. Andra, svagt bundna katjoner finns mellan lagren och löses upp av vatten.
Lera partiklar i marken är resultatet av fysisk och kemisk vittring av silikathaltiga bergarter.
Det finns 4 huvudklasser av lermineraler.

1. Kaolinitgruppen består av polymorfer med formeln Al2Si2O5(OH)4. Den upprepade enheten är ett enda silikatskikt kondenserat med aluminiumoxidoktaeder.
2. Montmorillonit/Smectit-gruppen omfattar talk, vermiculit, montmorillonit och andra. Den allmänna formeln är (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, där x representerar en varierande mängd vatten. Dessa mineral har alla en sandwichstruktur med tetraedriska silikatskikt som är starkt bundna till oktaedriska aluminium- eller magnesiumatomer.
3. Lera från Illitgruppen har den allmänna formeln (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, där x står för en varierande mängd vatten. Strukturen i denna grupp liknar montmorillonitgruppen med en struktur av sandwich-typ.
4. Kloritgruppen innehåller också enheter av sandwich-typ. I många av dessa mineral finns det ytterligare ett svagt fastsatt, oktaedriskt koordinerat Mg2+ mellan sandwicherna. Den allmänna formeln är X4-6Y4O10(OH, O)8. X representerar antingen aluminium, järn, litium, magnesium, mangan, nickel, zink eller sällan krom. Y representerar antingen aluminium, kisel, bor eller järn, men oftast aluminium och kisel.

Bilden nedan visar strukturen hos smektit-illit-leror med den upprepade enheten av sandwich-typ.

Nästa bild visar strukturen hos kaolinit-leror med ett enda silikatskikt bundet till ett oktaedriskt metalloxidskikt i den upprepade enheten.

Ionbyte

Rummet mellan ”smörgåsarna” innehåller vatten och svagt bundna katjoner. Kationerna finns där för att balansera den totala negativa laddningen i silikat-aluminat-sandwich-enheten.
När koncentrationen av en viss katjon är större utanför lerpartikeln än inuti, kommer den katjonen att diffundera in i partikeln och någon annan katjon kommer att diffundera ut.
På detta sätt tar lermineralerna upp joner som är viktiga för växttillväxten när växterna bryts ner i slutet av växtcykeln, och de avger långsamt dessa näringsämnen till de växande växterna under vegetationssäsongen.

Partikulärt viktiga för växande växter är K+, Ca2+, Mg2+. Växterna får också mindre mängder Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+. Anjoner, t.ex. nitrat och fosfat, kan också lagras och utbytas i mellansandwichområdet.

Retention av vatten

Samma område som rymmer de svagt bundna katjonerna, salterna och de polära molekylerna kan också hålla kvar stora mängder vatten. Vissa leror kan fördubbla sin volym genom att öka vattnet mellan sandwichlagren. Detta vatten släpps långsamt tillbaka till jorden runt växternas rötter.

BackCompassIndexIntroduktionFacebookNext