химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

мектит—каолинит—гиббсит с увеличением количества дождевых осадков (рис. 3.17). Подобная обобщенная зональность, основанная на степени выщелачивания, была предложена для распределения глинистых минералов по глубине в почвах (рис. 3.18).

Интенсивное выщелачивание благоприятствует образованию каолинита, поскольку катионы и H4Si04 выносятся и понижается отношение кремний: алюминий, что способствует структурной организации 1:1. При менее интенсивном выщелачивании отношение кремний : алюминий выше, что способствует образованию различных 2:1-минералов, в зависимости от поступающих катионов. Например, при выветривании базальта образуется много магния и формируются магниевые смектиты. В большинстве тропических сред с интенсивным выветриванием выносится весь кремний, что способствует образованию гиббсита, который можно рассматривать как структуру 0:1 (т. е. присутствует только октаэдрическая сетка; рис. 3.18).

Неизвестно, каким образом глинистые минералы образуются из растворов. Есть свидетельства того, что фульвокислоты, образующиеся при разложении органического вещества в почвах, могут взаимодействовать с алюминием с образованием

I

0:1 1:1

2:1

НАЗЕМНАЯ СРЕДА

113

растворимых алюмо-фульватных комплексов, в которых алюминий находится в шестерной координации. Такая гиббситовая частица может затем адсорбировать тетраэдры Si04 и образовывать структуры, подобные глинистым минералам.

Небольшая часть невыветрелых породообразующих силикатов, например слюд, уже является слоистыми силикатами. Нетрудно предугадать, что в результате трансформационных изменений они могут превратиться в глинистые минералы. Изменения вероятнее всего затрагивают межпакетные пространства, особенно на поврежденных краях кристаллов. Тип образующегося минерала будет зависеть от состава как исходного материала, так и приобретенных в процессе трансформации ионов. Например, замена К+ на Mg2+ в мусковите может привести к образованию магниевого смектита.

3.6.6. Ионный обмен в почвах и гидросфере

Обменными ионами являются те, которые временно удерживаются в материалах с помощью слабых электростатических сил. Если частицы, содержащие определенный тип адсорбированного иона, поместить в раствор электролита, содержащий различ8-1822

114

ГЛАВА 3

НАЗЕМНАЯ СРЕДА

115

I

+ + + + + +

Са Mg Na Н

+

12К+СГ

раствор

* к

К К К

+ + +

I I I

I I I I

к к к к

ЕКО

ЕКО

Глинистые минералы

Таблица 3.7. Характерная емкость катионного обмена, ЕКО (мэкв1) • 100 г-1

сухого веса), для различных почвенных материалов. По Birkeland (1974),

с разрешения Oxford University Press

Участки катионного обмена

Каолинит 3—15

Иллит 10-40

Краевые эффекты

В основном краевые эффекты плюс некоторые межслоевые

Кварц, полевые 1—2

шпаты

Гидроксиды 4

AlnFe

Рис. 3.19. Схематичная диаграмма, показывающая ионообменное равновесие на поверхности глинистой частички. Ионы калия из раствора обмениваются на другие катионы, вызывая сдвиг ионообменного равновесия слева направо.

ные ионы, некоторые ионы, адсорбированные на поверхности частиц, высвободятся в раствор и заменятся на ионы из раствора (рис. 3.19).

Уже было показано, что в межпакетных пространствах глинистых минералов, особенно смектитов, ионы удерживаются слабо, что придает им способность к ионному обмену. Ионный обмен в глинистых минералах может быть также поверхностным явлением. В результате повреждений на краях минералов могут разрушаться связи и обнажаться как некоординированные кислородные атомы (участки с чистым отрицательным зарядом), так и некоординированный кремний или другие ионы металлов (участки с чистым положительным зарядом). Такие поверхностные заряды компенсируются путем электростатической адсорбции катионов или анионов соответственно. Кроме того, в глинах с поврежденными октаэдрическими слоями могут обнажаться ОН-группы. В условиях высоких значений рН такие ОН-группы могут диссоциировать с образованием отрицательного заряда, который нейтрализуется другими катионами, например, Глинистый минерал—О-—Н(„) +

+ К(вот) ** глинистый минерал—О-—К(„) + Н|,„д„). (3.20)

Глинистые минералы размерами порядка микрометров имеют большие отношения поверхность : объем и представляют собой значительный сток для некоторых анионов и катионов почвен20-100

10-40

80-150

В основном межслоевые и в некоторой степени краевые эффекты

150-200

Органическое вещество

и Миллиэквивалент (мэкв) - заряд, который несут 1,008 миллиграммов (мг)

Н+, или заряд любого иона (измеренного в мг • Л"'), поделенный на его относительную атомную массу и умноженный на числовое значение заряда. Например, если

двухвалентный Са1* замещает Н*. он занимает заряженные места 2Н ионов.

Таким образом, количество Са1*, необходимое для замещения 1 мэкв Н равно:

40 (атомная масса Са) делить на 2 (заряд) = 20 мг, т. е. вес 1 мэкв Са.

ной среды. Несмотря на это, в смектитовых глинах поверхностный ионный обмен гораздо менее важен, чем обмен в межпакетных прост

страница 35
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Столовые сервизы На 6 персон купить
курсы корел дро в калуге
вертилятор промышленный высокотемпературный
гироскутер почему пищит

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)