Ilastixy

Czego składnikiem jest materiał ilasty?

skał ilastych, występują również jako domieszki innych skał osadowych (piaskowcach, marglach, łupkach)

Czy materiały ilaste są widoczne ludzkim okiem?

nie

jaką frakcje granulometryczną tworzą materiały ilaste?

najdrobniejszą - poniżej 2 mikrometry (frakcja iłowa)

jakie cechy gleb kształtują materiały ilaste

plastyczność, zwięzłość, pęcznienie i kurczliwość oraz zdolności jonowymienne

Jakie właściwości mają materiały ilaste?

**fizyczn**e (m.in. w środowisku wodnym zachowują się jak cząsteczki kolidalne), **strukturalne** (budowa pakietowa)

Techniki badawcze materiałów ilastych

Dykfraktometria rentgenowska (XRD), Mikroskopia elektronowa transmisyjna (TEM) i skaningowa (SEM)

Specyfikacja materiałów ilastych

uwolnione krzemiany glinu (czasem magnezu lub żelaza), brak stałego składu chemicznego, pomiędzy odrębnymi strukturalnie grupami może znacznie wahać się zawartość głównych składników, powstają jako minerały wtórne, duża reaktywność

Jakimi substancjami są minerały ilaste?

krystalicznymi (zdarzają się też **alofany)**

Jaką strukturę sieci krystaliczną mają minerały ilaste?

warstwową lub warstwowo-wstęgową

Z czego zbudowane są warstwy tworzące minerały ilaste?

tetraedrów i oktaedrów ustawiając się równolegle do siebie i tworząc większe jednostki zwane pakietami

Szczególna cecha minerałów ilastych

**Diadochowe** zastępowanie atomów **Si4+ i Al3+** w warstwach tetraedrycznych

Na czym polega **diachowe** zastępowanie atomów **Si4+ i Al3+** w warstwach tetraedrycznych

powstały ładunek warstwy jest kompresowany przez kationy w **przestrzeniach międzypakietowych** lub w mniejszym zakresie **napowierzchni pakietu**

Co występuje w warstwie oktaedrycznej?

wzajemne podstawienia pomiędzy kationami trój- i dwuwartościowymi

Jeżeli w oktaedrach występują tylko kationy trójwartościowe (najczęściej Al3+), to wówczas w jednostce strukturalnej występują tylko dwa ośmiościany to noszą nazwę

Minerał dioktaedrycznego

Jeżeli w obecności kationów dwuwartościowych (Mg2+, Ca2+) jednostka strukturalna zawiera trzy oktaedry to nosi nazwę

minerału trójoktaedrycznego

Typ struktury sztywny

Kaolinit, Haloizyt, Illit, Chloryty

Typ struktury kurczący się

Hydrohaloizyt

Typ struktury pęczniejący

wrmikulit dioktaedryczny, wermikulit trioktaedryczny, montmorillonit

Powierzchnia właściwa kaolinitu (m2\*g-1)

7-30

Powierzchnia właściwa illitu (m2\*g-1)

67-100

Powierzchnia właściwa montmorillonitu (m2\*g-1)

600-800

minerały ilaste dioktaedryczne

KAOLINIT, illit, smektyty i glebowe chloryty

Minerał ilasty trioktaedryczny

wermikulit

Struktury pakietów

wzajemny układ warstw tetraedrycznych i oktaedrycznych

rodzaje struktur pakietów

dwuwarstwowe, trójwarstwowe, czterowarstwowe

**Dwuwarstwowe (o typie budowy 1:1)** 

jedna warstwa oktaedrów jest trwale i jednostronnie połączona z jedną warstwą tetraedrów.

Trójwarstwowe ( o typie budowy 2:1)

jedna warstwaoktaedrów zamknięta jest między dwoma warstwami tetraedrów, zwróconymi do siebie wierzchołkami

Czterowarstwowe (o typie budowy 2:1:1)

między pakietami 2:1 jest umiejscowiona dodatkowa pojedyncza warstwa oktaedryczna metalo-wodortlenkowa. W przypadku minerałów takich jak chloryty kationem metalu jest magnez

Jaka to grupa?

GRUPA KAOLINITU

Budowa grupy kaolinitu

1:1 tj. 2 warstwy jedne tetra i 1 okta

Czemu grupa kaolinitu jest z sobą bardzo silnie związana?

wiązania **OH**(wodorowe), które ścieśnia pakiety. Powoduje to, że przestrzenie międzypakietowe nie są dostępne dla kationów

Co daje grupie kaolinitu bardzo silne związanie?

struktura jest **bardzo stabilna** i nie ulega zmianom pod wpływem czynników zewnętrznych

Jakie ma umiejętności sorpcyjne grupa kaolinitu?

**Nie ma** dużych umiejętności **sorpcyjnych**, aczkolwiek zachodzi ona pomiędzy pakietami.

Przedstawiciele grupy kaolinitu

kaolinit, dikit, nakryt, haloizyt

Grubość pakietu grupy kaolinitu

0,71 nanometrów

Porównując kryształy kaolinitu do reszty minerałów ilastych to są

Największe

Jak powstaje kaolinit?

w wyniku wietrzenia hydrolitycznego kwaśnych skał magmowych

kaolinit występuje jako powszechny składnik skał

osadowych (iły, łupki ilaste oraz gliny zwietrzelinowe).

Kaolinit jest głównym składnikiem gleb

alisoli i ferrasoli

inna nazwa na grupę smektytu

Montmorylonit

Budowa grupy smektytu

2:1 tj. 3 warstwy dwie tetra i 1 okta

Jaka to grupa?

Grupa smektytu

Woda w grupie smektytu

**rozpycha pakiety** i nie ma problemu z przedostaniem się

Jaką siłą związane są pakiety w grupie smektytu?

słabymi **siłami van der Waalsa**

Jaka jest sorpcja w grupie smektytu?

Bardzo duże **umiejętności** i **pojemność sorpcyjna**

Porównując grupę smektytu z innymi minerałami ilastymi to są

najbardziej rozprzestrzenione, najdrobniejsze (zachowują się w wodzie jak cząsteczki koloidalne)

cechy grupy smektytu

bardzo duża zdolność jonowymienna oraz pęcznienie

Z czym związane są właściwości pęczniejący w grupie smektytu?

specyficznym rozmieszczeniem ładunków na pow. pakietów i jego małą gęstością w stosunku do pow. pakietu

Główny przedstawiciel grupy smektytu

montmorillonit

Co zawiera grupa smektytu w warstwie aktaedrycznej?

głównie **Al** oraz niewielkie ilości **Fe, Mg**

Grubość pakietu grupy smektytu

zmienna

jak powstają smektyty?

wietrzenie glinokrzemianów w środowisku alkalicznym i sielnie zasolonym

W jakich ilościach występują smektyty w glebie? CZy jest zróżnicowana na ziemi?

W różnych ilościach. W strefie klimatu umiarkowanego są podrzędnym składnikiem frakcji iłowej natomiast w glebach słonych występujących w strefie klimatu aridowego są składnikiem dominującym

W jakim klimacie smektyty są składnikiem dominującym?

aridowym

**Właściwości smektytów** takie jak **skłonność do kurczenia i pęcznienia** są głównymi czynnikami powstawania gleb

vertisolam

Jaka to grupa?

Grupa illitu

Budowa grupy illitu

2:1

Co jest absorbowane w grupę illitu między pakietami?

potas K+

Co występuje przez wprowadzenie kationów potasu w przestrzeń międzypakietową w grupie illitu?

całkowita kompensacja ładunku

Co robi potas w grupie illitu?

zajmuje miejsce przeznaczone na inne składniki

Jaka siła będzie w stanie pobrać wodę z grupy illitu?

tylko siła większa od siły trzymania gleby

Przykłady grupy illitu

**illit** i **hydromuskowit**

Czym są **illit** i **hydromuskowit w grupie illitu?**

**krzemiany warstwowe** o budowie zbliżonej do struktury dioktaedrycznej miki białej, czyli muskowitu

Czym określa się illit w grupie illitu?

odmianę miki występującą we frakcji iłowej

Jaka jest różnica w składzie chemicznym między **muskowitem a illitem w grupie illitu?**

mniejszej ilości potasu, obecności cząstek wody i również większej ilości Si