Minerale argiloase

Argila cuaternară în Estonia
Rețea stratificată de montmorillonit ca exemplu de silicați stratificați

Mineralele din argilă indică, pe de o parte, minerale cu granulație fină (mărimea cerealelor <2 µm), pe de altă parte, filosilicații , care sunt numiți după structura lor cristalină stratificată de siliciu și oxigen, precum și hidrogen și în principal magneziu și aluminiu . Ambele definiții nu sunt aceleași. Unele dintre mineralele care sunt granulate predominant fin, cum ar fi goethitului sau gibbsite , nu sunt silicați . Pe de altă parte, există silicați stratificați, cum ar fi kaolinita , care sunt adesea mai mari de doi micrometri. Mineralele din argilă se referă, în general, la acele minerale care îndeplinesc ambele criterii.

Apariția

Mineralele de argilă provin din degradarea altor minerale sau pahare sau sunt nou formate din soluții de sol suprasaturate sau ape hidrotermale . În timpul diagenezei există procese de ordine în structurile cristaline ale mineralelor argiloase, care pot fi utilizate ca măsură a maturității unui sediment .

structura

Mineralele de argilă constau din două componente caracteristice:

În funcție de dispunerea acestor straturi, se diferențiază:

  • Minerale argiloase 1: 1 (minerale argiloase cu două straturi): strat tetraedron-octaedric (TO), de exemplu kaolinit sau crizotil
  • Minerale argiloase 2: 1 (minerale argiloase cu trei straturi): Strat tetraedric-strat octaedric-strat tetraedric (TOT), de exemplu ilit , smectit sau vermiculit
  • 2: 1: 1 minerale argiloase (minerale argiloase cu patru straturi): strat tetraedron-octaedru-tetraedru-octaedru (TOTO), de exemplu clorit

Înlocuirea (în special a Si tetravalent cu Al trivalent în stratul de tetraedru sau a Al trivalent cu Mg divalent în stratul de octaedru) creează o sarcină de strat negativ care este neutralizată prin încorporarea cationilor în stratul intermediar . Încărcarea stratului mineralelor argiloase 1: 1 este întotdeauna zero. Mineralele argiloase 2: 1 sunt clasificate în funcție de încărcarea stratului lor x:

Mineralele de argilă cu sarcini de straturi care nu sunt întregi au capacitatea de a se umfla , adică de a absorbi temporar și reversibil apa din straturile lor intermediare.

Alternativ, sarcina stratificată din stratul de octaedru poate fi, de asemenea, compensată prin faptul că doar două din trei octaedri sunt ocupate. Prin urmare, se diferențiază:

  • minerale argiloase dioctaedrice cu două poziții octaedrice ocupate, de exemplu kaolinită
  • minerale argiloase trioctaedrice cu trei poziții octaedrice ocupate, de exemplu crizotil

caracteristici

Mineralele de argilă sunt foarte moi ( duritatea Mohs 1) și reacționează plastic la stresul mecanic. Când sunt încălzite, acestea se transformă în minerale mai dure și mai ferme ( ceramică ). Mineralele de argilă au o suprafață specifică mare pe care substanțele pot fi adsorbite și desorbite. O mare capacitate de schimb de cationi este asociată cu suprafața mare . Mineralele de argilă au o permeabilitate redusă a apei. Suspensiile de minerale argiloase reacționează tixotropic la stresul mecanic.

Importanța geologică

Tipul și proporția mineralelor argiloase din sol determină în mare măsură fertilitatea acestora. Mineralele argiloase 2: 1 au o capacitate mai mare de schimb de cationi decât mineralele argiloase 1: 1 și, prin urmare, pot elibera mai multe substanțe nutritive, cum ar fi ionii de potasiu sau amoniu , în timp ce depozitează ionii de hidroniu eliberați de rădăcini în locul lor în stratul lor intermediar. Gradul cristalografic al ordinii ilitei minerale argiloase este utilizat de mineralogiști pentru a determina timpul care a trecut de la depunerea unui sediment. Aceasta crește pe măsură ce diagenesia progresează .

Importanța tehnică

Gropă de lut lângă Mengerskirchen în Westerwald

Argila este cea mai importantă și mai veche materie primă pentru fabricarea ceramicii . Ca o componentă a argilei , este necesară pentru fabricarea cărămizilor . De asemenea, este utilizat împreună cu calcarul pentru a produce ciment . În artele plastice este folosit pentru a produce sculpturi . Mineralele de argilă sunt utilizate ca schimbătoare de ioni , de exemplu pentru curățarea apei potabile și pentru decolorarea soluțiilor. Montmorillonitul este utilizat în special datorită capacității sale de absorbție a apei, de exemplu în așternutul de pisici . Kaolinitul este utilizat și în industria hârtiei ca agent de finisare , netezește suprafața și absoarbe cerneala. Argila expandată ( argilă puternic poroasă) este utilizată ca material de construcție izolant și pentru hidroponie . Alte argile servesc drept etanșare în depozitele de deșeuri , sunt umpluturi, agenți de separare și aditivi în vopsea , produse alimentare și farmaceutice sau sunt folosite ca catalizatori .

Pentru utilizare ca material de umplutură , de exemplu în materiale plastice , argilele sunt modificate anterior cu modificatori organici pentru a le face organofile (adică hidrofobe ). Ca urmare, își pierd capacitatea bună de absorbție a apei, dar pot fi amestecate bine cu substanțe organice (de exemplu , se topesc polimeri ). Pot fi apoi utilizate ca nanofill .

Vezi si

literatură

Link-uri web

Commons : lut și lut  - colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio
Wikiversitate: Soil Science Institute  - materiale de curs

Dovezi individuale

  1. ↑ a b c Ole Becker, George P. Simon: Nanocompozite cu silicat stratificat epoxidic. În: Nanocompozite și membrane polimerice anorganice (= Advances in Polymer Science. Vol. 179). Springer, Berlin și colab. 2005, ISBN 3-540-25325-4 , pp. 29-82, doi: 10.1007 / b107204 .