Đặc tính các loại keo sét trong đất
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (95.32 KB, 8 trang )
Đặc tính các loại keo sét trong đất
Các keo sét thuộc loại keo vô cơ, là các khoáng
vật thứ sinh alumin silicat, được hình thành do
sự biến đổi từ các khoáng vật nguyên sinh trong
quá trình phong hoá hình thành đất, phân bố
rộng rãi trong các loại đất. Các khoáng vật này
là thành phần chủ yếu của cấp hạt sét vì vậy
chúng được gọi là các khoáng vật sét. chúng
được phân biệt với nhau bởi mức độ phân tán
cao, không tan trong nước
Trong đất có nhiều loại keo sét, nhưng trong
chúng có vai trò quan trọng nhất là các keo sét
nhóm kaolinit, montmorilonit và hydromica
a. Ðặc điểm chung của keo sétÐặc điểm
chung của các keo sét là chúng có cấu tạo lớp
giống như mica và sự thay thế đồng hình.
+ Cấu tạo lớp của keo sét được tạo thành do sự
liên kết của phiến khối tứ diện (bốn mặt) oxit
silic và phiến khối bát diện (tám mặt) gipxit.
- Phiến oxit silic được tạo thành do sự gắn liền
các khối tứ diện oxit silic với nhau. Mỗi khối tứ
diện ở chính giữa là một nguyên tử silic, bốn
đỉnh là bốn nguyên tử oxi. Như thế thì khi ghép
thành phiến hai bên là hai lớp oxi, giữa là lớp
silic,
- Phiến gipxit: phiến này được tạo thành do sự
gắn liền các khối bát diện với nhau. Mỗi khối bát
diện chính giữa có một nguyên tử Al, xung
quanh có 6 oxi hay 6 OH- hoặc vừa oxi vừa OH-
(hình 5.6).
+ Hiện tượng thay thế đồng hình
- Ở một số khoáng vật, trong đó có các khoáng
vật sét (keo sét) có hiện tượng một số nguyên tố
trong mạng lưới tinh thể của chúng có thể bị các
nguyên tố khác ở bên ngoài vào thay thế. Sự
thay thế này không làm thay đổi hình dạng của
khoáng vật mà chỉ thay đổi tính chất. Vì thế gọi
là hiện tượng thay thế đồng hình.
Sơ đồ cấu tạo khối tứ diện oxit silic, phiến oxit
silic và khối bát diện, phiến gipxit
- Ðiều kiện quan trọng của sự thay thế là: 2 ion
muốn thay thế nhau phải có bán kính tương
đương, Ví dụ Al3+ trong tinh thể có bán kính R
= 0,57 Ǻ có thể bị Fe3+ có R = 0,67 Ǻ thay thế
chứ không thể bị Li+ có R = 1,22 Ǻ thay thế. Sự
thay thế này xảy ra phổ biến ở một số keo sét,
ví dụ trong khối tứ diện oxit silic: Si4+ thường bị
Al3+ thế, có trường hợp Mn3+ hoặc P5+ thay
thế Si4+ song rất ít; trong khối bát diện Al3+ bị
Mg2+ hoặc Fe2+ thế.
- Ðặc điểm của sự thay thế là: nếu hoá trị của 2
ion thay thế tương đương nhau thì không những
không thấy điểm gì khác trên tinh thể mà còn
làm cho khoáng vật trung hoà điện. Nếu hóa trị
của chúng chênh lệch nhau thì khoáng vật mang
điện âm hoặc dương. Ví dụ Al3+ thế cho Si4+
thì khoáng vật mang điện âm, P5+ thế cho Si4+
khoáng vật mang điện dương. Hiện tượng thay
thế đồng hình thường gặp ở keo sét là Al3+ thế
Si4+ hoặc Mg2+ thế Al3+ vì vậy keo sét mang
điện âm có thể hấp phụ cation.
b. Ðặc điểm của các nhóm keo sét chính
+ Nhóm kaolinit:
- Nhóm này gồm keo kaolinit và haluzit,
metahaluazit, dikkit và nakrit.
- Cấu trúc tinh thể loại hình 1:1, mỗi lớp tinh thể
(tinh tầng) gồm một phiến oxit silic và một phiến
gipxit. Những lớp tinh thể như vậy chồng xếp
lên nhau, giữa chúng có các khe hở làm cho
kaolinit có cấu trúc lớp (hình 5.7).
- Theo hình vẽ cấu trúc của kaolinit, nhân cơ
bản của mạng lưới tinh thể keo trung hoà về
điện và có công thức tương ứng là
Al2Si2O5(OH)4, nhưng bề mặt sườn lộ trần khi
phá huỷ có hoá trị không bão hoà gây ra sự hấp
phụ các ion từ môi trường xung quanh. Haluazit
khác với kaolinit bởi sự tồn tại của nước trong
mạng lưới tinh thể, cấu trúc của nó phù hợp với
công thức Al2Si2O5(OH)4.2H2O. Haluazit khi bị
hydrat hoá sẽ biến thành metahaluazit
Al2Si2O5(OH)4.4H2O. Dikkit và nakrit khác với
kaolinit bởi các góc lệch của từng paket.Tỷ lệ
Si:Al = 1:1
- Khoảng cách giữa các paket không đổi và
bằng 7,2 Ǻ.
- Rất ít hoặc không có hiện tượng thay thế đồng
hình xảy ra trong mạng lưới tinh thể.
- Lực liên kết giữa các lớp tinh thể tầng trong
kaolinit rất chặt nên không thể co giãn để mở
rộng khe hở hút nước và không có khả năng
trương.
- Do các đặc điểm trên mà khả năng hấp phụ
của kaolinit thường thấp (CEC = 5 - 15 lđl/100g
keo). Bởi vậy, đất nào chứa nhiều keo nhóm
kaolinit thì tính giữ phân và giữ nước kém.
Sơ đồ cấu trúc kaolinit
+ Nhóm montmorilonit
- Nhóm này gồm keo montmorilonit, baydenlit và
nontronit.
- Cấu trúc tinh thể loại hình 2:1, nghĩa là mỗi lớp
tinh thể gồm 2 phiến oxit silic nằm ở 2 bên và
một phiến gipxit ở giữa (hình 5.8).
- Cấu trúc của montmorilonit phù hợp với công
thức Al2Si4O10(OH)2.nH2O. Baydelit khác với
montmorilonit ở chỗ, 1 trong 4 ion Si4+ của lớp
khối tứ diện oxit silic bị thay thế bằng Al3+, điện
tích âm dư thừa được bù bằng cách thay thế 1
trong các ion oxi bằng nhóm hidroxyl. Baydelit
có công thức là: Al3Si3O9(OH)3.nH2O. Còn
nontronit, trong các khối bát diện của nó, ion
Al3+ hoàn toàn được thay thế bằng ion Fe3+.
Nontronit có công thức:
(Al,Fe)2Si4O10(OH)2.nH2O. Tỷ lệ Si: Al (hoặc
Fe) = 2: 1.
- Khác với kaolinit, khoảng cách giữa các paket
của montmorilonit thay đổi rất mạnh từ 9,6 đến
28,4 Å, phụ thuộc vào lượng nước được hút vào
khe hở giữa các paket. Khi hút nước keo sét
montmorilonit trương ra.
- Hiện tượng thay thế đồng hình xảy ra phổ
biến: Al3+ thay thế Si4+ trong khối tứ diện của
phiến oxyt silic, Mg2+ hoặc Fe2+ thế Al3+ trong
khối bát diện của phiến gipxit. Kết quả là keo
mang điện âm có thể hấp phụ cation.
- Lực liên kết giữa các lớp tinh thể của
montmorilonit kém chặt nên có thể giãn nở khi
hút thêm nước và cation.
- Do những đặc điểm trên mà khả năng hấp phụ
cation của nhóm keo này rất cao (CEC = 80 -
150 lđl/100 g keo). Bởi vậy, đất nào chứa nhiều
keo đất nhóm montmorilonit thì tính giữ phân và
nước khá cao.
Hình 5.8. Sơ đồ cấu trúc montmorilonit
