عنوان :

مقاله کانی‌های ثانوی

تعداد صفحات :۲۸

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

رس بذراتی از خاک اطلاق می‌شود که با داشتن منشاء معدنی قطرهای کوچکتر از ۰۰۲/۰ میلیمتر داشته باشند. بدیهی است که در این محدوده درشتی که از ۲ میکرون شروع و تا به مرحله مولکولی و یونی ختم می‌شود چه قطر ذرات مختلفی قرار می‌گیرند بعنوان مثال قطر یونی یک اتم اکسیژن ۶۴/۲ آنگستروم است.)

رسهای ثانوی قبل از مجاورت با آب ساختمان بلوری ثابت داشته و پس از جذب آب متسع  و خاصیت کلوئیدی پیدا می‌کند در این حال قادرند سایر اجزاء و قطعات موجود در خاک را احاطه کرده و سپس بهم بچسبانند.

عناصر شیمیایی تشکیل دهنده رسها که بصورت ردیفهای منظم توسط همدیگر نگهداری و ترکیب می‌شوند مجموعاً داربستهای کریستالی را بوجود می‌آورند که در آنها یونهای کوچک مانند Al,Si توسط یونهای درشت OH و O بصورت واحد اندازه‌گیری طول و معادل  میلیمتر است.

واحدهای ساختمانی چهار وجهی  احاطه شده‌اند در چهار وجهی‌ها اتمهای O درزوایا و Si در مراکز قرار گرفته‌ و با ایجاد واحد  چهار بار منفی اضافی دارند که توسط ارتباط ترکیبی با سایر واحدها خنثی می‌گردند در واحد ساختمانی دیگر یعنی هشت وجهی‌ها نیز کاتیون Al وگاهی بجای آن Fe,Mg در مرکز یونهای o و OH در زوایا واقع شده‌اند  و ارتباط ترکیبی دو چهار وجهی با هم بوسیله یک پل اکسیژنی بوده و دو هشت وجهی در یک وجه کامل توسط سه اکسیژن با OH از پهلو با هم ارتباط ترکیبی دارند یک کانی رسی از اجتماع ترکیبی منظم دو نوع واحد ساختمانی مذکور تشکیل شده است در انواع مختلف رسها یونهای دیگری مانند Fe,Mg و غیره بجای بعضی از آلومینیوم ‌ها و سیلیسیم‌ها نشسته‌اند.

واژه های کلیدی: رس های ثانوی، رسهای سیلیکاتی، کائولینیت، مونتمور یلوینتف ایلیت، ورمی کولیت، کلریت، آلوفان‌ها، زئولیت‌ها

فهرست مطالب

پیدایش و تشکیل رسها   ۱
ساختمان عمومی رسها   ۴
انواع رسها   ۷
الف: گروه کائولینیت   ۷
ب- گروه مونتمور یلوینت ۳   ۸
ج- گروه ایلیت۳   ۱۰
د:ورمی کولیت   ۱۲
هـ- کلریت‌ها   ۱۴
و: آلوفان‌ها   ۱۴
ی: زئولیت‌ها   ۱۵
۵-۲-۳ منشاء بارهای الکتریکی رسها   ۱۵
۵-۲-۴ خواص رسها   ۲۰
۵-۲-۵ انواع خاکها در رابطه با نسبت فراکسیونهای قطر ذرات مختلف   ۲۳
خاکهای سنگلاخی   ۲۴
خاکهای شنی   ۲۴
منابع    ۲۵

منابع :

۱-خاکشناسی : الباس آذر خسرو

 ۱-Alexander A.

Introdution  ti soil Microbiology

j.wiley Inc.New york 19

۲- Allison , F, E.

soil organic Matter and its Role in crop production, Elsevier Amsterdam london New york 1973

۳- Amberger,A,

Oekologische und physilogische Grungiagen , Verlag Eu . Ulmer Stuttgart, 1983

۴- -Archer, S,G.,

Soil conservation , oklahoma 1965

۵- Beden , w, kuntse, H., Niemann, j ., schwe rteger, g., Vollmer F, j,

Bodenkunde, verlag Eugen Ulmer stuttgar 1969

۶- Baver, L, D.,

Soil physics. J. wiley  sons Inc.

New york 1956 3 Aufl

۷- Bear, F, E.,

Chemistry of the soil 3 Ed ,Reinhold publishing corp

New york – Amesterdam – London 1967

۸- Bear, F. E.,

Soil in Relation to crope Growth Reinhold publ. Corp.

New york – London 1965

 

۹- Berger, k, c.,

Introductory soil , 4. Print. Macmillan Comp. London 1969

۱۰- Bingham F. T. Mahler, R,Y, and Sposito G.

Effects of Irrigation water composition

On Exc Na Status of a Filed soil

Soil sci vol . 127, April 1979

۱۱- Black , C, A.

soil- Plant Relationships , 2 Ed. John wiley sons Inc.

New york – London – sydney 1968

۱۲- Bolt,  G.H. and M.G.Bruggenwert.

soil chemistry part A:Basic elements

Elsevier Amsterdam, 1976.

۱۳- Buckman , H, O.Brady, N.C.,

The nature and Properties of soils,7.Ed. Macmillan

Comp. New york 1969

۱۴- Boguslawski E.von, Erichsen, M. ,

Wachstumsfaktren , in Handbuch fur pflanzenernahrung  und

Dung 789-860 .  Springer verlag , wien- New york 1972

پیدایش و تشکیل رسها

رس‌ها از نظر فیزیکی، ذراتی هستند که در محدوده قطری کوچکتر از ۲ میکرون قرار دارند که از آنها رسهای سیلیکاتی معمولاً از کانیهای اولیه مانند فلدسپاتها، میکاها آمفیبول و پیروکسین تکامل می‌یابند. درباره تشکیل آنها عقاید متعددی ابراز شده که با اندک اختلافی در مطالب زیر منتشر کند:

الف: تجزیه و تغییر شکل فیزیکی کانیهای سیلیکاتی لایه‌ای مانند میکاها فلدسپاتها آمفیبول  وپیروکسین.

ب: تجریه شیمیایی کانیهای اولیه مخصوصاً فلدسپاتها همراه با ترکیب و تبلور مجد عنصر نهابی تجزیه( کریستالیزاسیون مجدد)

راجع به الف – سیلیکاتهای متورق با حفظ ساختمان و ترکیب اصلی خود تغییر ماهیت می‌دهند. بدین ترتیب که از بین طبقات داربست‌ها، یونهای آزاد شده و جای خود را به مولکولهای آب محتوی هیدروژن آزاد (H₃O = هیدرونیوم) می‌دهند مثلاً در مورد موسکوویت که داربست کریستالی محکمی دارد وضع از این قرار است:

یونK موجود در فواصل لایه‌ها در اثر تجزیه بعدی جای خود را به یونهای H داده و خود بصورت آزاد در محلول خاک وارد می‌شود ساختمان کرستالی کانی جدید که همان رس ایلیت۱ با کانی قبلی یعنی موسکوویت شباهت کامل داشته و فقط در بین لایه‌ها جای پتاس یونهای هیدروژن مستقر شده‌اند اگر به محیط مزبور که رسها تازه تشکیل یافته ایلیت در آن فراوان‌اند به مقدار کافی نمکهای محتوی پتاس اضافه شود پتاس می‌تواند در فواصل لایه‌ها مجدداً وارد شده و ترکیب محکمی را بوجود آورد در این شرایط پتاس دیکر قابل تبادل نبوده و بیشتر حالت تثبیت۲ پیدا می‌کند.

روند تجزیه ارتوکلاس به رس دارای ترکیب شیمیایی ساده یعنی کائولینیت [۱] بدین نحو است:

پتاس آزاد شده در این فعل انفعال تخریب مبین این موضوع است که در اثر هوازدگی کانی‌های اولیه در محیط‌های متفاوت خاک عناصر شیمیائی( بسته به ترکیب سنگ ما در اولیه) در خاک برای تغذیه گیاه آزاد می‌شوند.

ملاحظه دقیق فرمول شیمیائی ساده‌ترین رس‌ها معلوم می‌سازد که آنها ترکیبات ثانوی سیلیکتهای متورق آبدار آلومینیوم بوده و فرمل کلی آنها را می‌توان عبارت از  دانست در ترکیب شیمیای انواع مختلف رسها نسبت:

متفاوت بوده و بین ۲ و ۷ متغیر است.

در شرایط آب و هوائی مختلف زمین و در ارتباط با زمان تشکیل رسهای متفاوتبی پدید آمده‌ان چنانکه در شرایط اقلیمی استوائی و نیمه استوائی مرطوب در خاکها رسهای کائولینیتی بیشتر تشکیل می‌گردد در صورتی که در شرایط نیمه مرطوب معتدل رسهای ایلیت و مونتمور یلونیت[۲] از نظر مقداری غلبه دارند. خاکهای لسی و همینطور خاکهای شور تحت تأثیر آب زیرزمینی اکثراً محتوی ایلیت فراوانی‌اند ایلیت از سنگ مادرهای دارای واکنش اسیدی بویژه گرانیت و دیوریت نیز بمقدار قابل توجهی در خاکها ایجاد  می‌شود در حالیکه از تخریب سنگهای آذرین بازیک مانند بازالت کانیهای رسی مونتمور یلونیت و ورمی کولیت[۳] پدید می‌آیند.

از طرف دیگر در محیطهای متنوع تشکیل در اثر جابجائی یونهای شرکت کننده در ساختمان رسها ممکن است رسهای جدیدی تشکیل گردند چنانکه ایلیت در آب و هوای گرم و مرطوب با اندک تغییراتی می‌تواند به مونتموریلونیت و سپس کائولینیت تبدیل گردد(۵۵,۵ )

راجع به ب- در وضعیت کرستالیزاسیون مجدد ساختمان داربستهای کریستالی کانی اولیه بکلی متلاشی شده و عمل تخریب تا مرحله تشکیل مولکول و یوتن پیش می‌رود. در این ضمن مخصوصاً مقدار اکسیدهای و هیدروکسیدهای فلزی Al,Si در محیط افزایش می‌یابد.

از مولکولهای مزبور در اثر تبلور سنتری کانی رسی جدیدی بوجود می‌آید مراحل تشکیل رس از یون‌‌ها فقط در شرایط قلیائی و خنثی امکان پذیر است زیرا یون Si از سیلیکا تها و Al از آلومینات‌ها می‌توانند همزمان در جوار همدیگر بصورت آزاد باشند و ترکیب سنتزی انجام دهند. در غیر این صورت به سبب انحلال متفاوت آنها در واکنش‌های مختلف مجاورت Al,Si بطور آزاد ممکن نیست(۷۲ ). این ادعا را C.W.correns بامنحتی شکل (۲۳) اثبات می‌کند.

ضمن اعمال سنتر از ترکیب مواد مذکور قبلاً کلوئیدهای ژلی سیلیکاتی آلومیینوم با نسبت  کوچکتر ساخته شده و پس از گذشت سالیان متمادی و کهنه شدن کلوئیدهای مزبور تشکیل داربست های کریستالی داده و به کریستالهای کامل ثانوی تبدیل می گردند .

 در این شرایط با وجود بازهای فراوان و بالا بودن pH ، رسهای سه لایه و در واکنش‌های پائین تر ، رسهای دولایه تشکیل می شوند () .

ضمن فعل و انفعالات مذکور ، اکسیدهای آلومینیم () و هیدروکسیدهای آهن () به عنوان کلوئیدهای قلیائی ضعیف ، و اکسیدهای سیلیسیم محلول () یا اسید سیلیسیک ، بعنوان کلوئیدهای اسیدی ضعیف انجام وظیفه می نمایند.

مراحل تجزیه مواد به مولکولها و یونها ، سبب افزایش مواد غذائی قابل دسترس گیاه در خاک شده ، سنتز آنها برعکس با کم شدن یونهای معدنی توام است . معمولاً در شرایط طبیعی ، اعمال سنتزوکریستالیزاسیون مواد بکندی صورت می گیرد .

از گروه های مختلف کانی های ثانوی ، رسهای سیلیکاتی حائز اهمیت اند .

در آب و هوای نیمه خشک و مرطوب قسمت اعظم رسها را رسهای سیلیکاتی تشکیل می‌دهند درصورتیکه شرایط گرم و استوائی مناسب برای تشکیل رس‌های هیدورکسیدی هستند. در شرایط اخیر به علت وجود امکان تخریب‌های شدید و مداوم سیلیکاتها درخاک تامرحله مولکولی اکسیدی و هیدروکسیدی و یونی Mg,Fe,Al,Si وغیره تجزیه می‌شوند ار مواد نهایی تجزه در اثر فعل و انفعالات مخصوص سنتزی و از سنتزیونهای OH,Ca,Mg,Fe,Si,Al و غیره ممکن است رس‌های هیدروکسیدی بوجود آیند.(۸ )

 

ساختمان عمومی رسها:

بطوریکه قبلاَ نیز ذکر گردید رس بذراتی از خاک اطلاق می‌شود که با داشتن منشاء معدنی قطرهای کوچکتر از ۰۰۲/۰ میلیمتر داشته باشند. بدیهی است که در این محدوده درشتی که از ۲ میکرون شروع و تا به مرحله مولکولی و یونی ختم می‌شود چه قطر ذرات مختلفی قرار می‌گیرند بعنوان مثال قطر یونی یک اتم اکسیژن ۶۴/۲ آنگستروم۱ است.)

رسهای ثانوی قبل از مجاورت با آب ساختمان بلوری ثابت داشته[۴] و پس از جذب آب متسع  و خاصیت کلوئیدی پیدا می‌کند در این حال قادرند سایر اجزاء و قطعات موجود در خاک را احاطه کرده و سپس بهم بچسبانند.

عناصر شیمیایی تشکیل دهنده رسها که بصورت ردیفهای منظم توسط همدیگر نگهداری و ترکیب می‌شوند مجموعاً داربستهای کریستالی را بوجود می‌آورند که در آنها یونهای کوچک مانند Al,Si توسط یونهای درشت OH و O بصورت واحد اندازه‌گیری طول و معادل  میلیمتر است.

واحدهای ساختمانی چهار وجهی [۵] احاطه شده‌اند در چهار وجهی‌ها اتمهای O درزوایا و Si در مراکز قرار گرفته‌ و با ایجاد واحد  چهار بار منفی اضافی دارند که توسط ارتباط ترکیبی با سایر واحدها خنثی می‌گردند در واحد ساختمانی دیگر یعنی هشت وجهی‌ها[۶] نیز کاتیون Al وگاهی بجای آن Fe,Mg در مرکز یونهای o و OH در زوایا واقع شده‌اند  و ارتباط ترکیبی دو چهار وجهی با هم بوسیله یک پل اکسیژنی بوده و دو هشت وجهی در یک وجه کامل توسط سه اکسیژن با OH از پهلو با هم ارتباط ترکیبی دارند یک کانی رسی از اجتماع ترکیبی منظم دو نوع واحد ساختمانی مذکور تشکیل شده است در انواع مختلف رسها یونهای دیگری مانند Fe,Mg و غیره بجای بعضی از آلومینیوم ‌ها و سیلیسیم‌ها نشسته‌اند.

در مشاهدات میکروسکوپ الکترونی و به کمک طیف اشعه‌های مختلف و سایر روشهای تجزیه مشابه در هر ذره اکثر فرمهای مطبق نامنظم با شش وجهی مطبق دارند سه نوع سطح مشاهده می‌شود:

۱ سطوح خارجی        ۲- سطوح درونی          ۳- سطوح کناری

یک ذره رسی ممکن است چندین لایه چهار وجهی و هشت  وجهی داشته باشند چنانکه در حدود درشتی هر ذره رسی معمولاَ ۱۰ الی ۲۰ لایه تشخیص داده می‌شوند.

موقع تجزیه رس با اجزاء کوچکتر لبه‌های شکسته‌ای ایجاد می‌شوند( ایجاد سطوح کناری) به این شکستگی ممکن است بین اتمهای ترکیبی هر واحد ساختمانی و یا بین دو واحد ساختمانی مختلف باشد در هر دو صورت تعادل ظرفیتی اتم‌های کناری لبه‌های بهم خورده و مقداری از بارهای منفی و مثبت یونهای داربست کریستالی آزاد می‌مانند مطابق شکل(۲۵).در هر نوع کانی رس واحدهای ساختمانی مختلف رویهم یک لایه کرستالی رس را وجود می‌آورند اختلاف در ضخامت لایه‌ها و فاصله آنها از همدیگر بروش‌های مختلف چشمی( میکروسکوپ  الکترونی)و تجزیه حرارتی و حرارتی۱ در مجاورت آب قابل تشخیص است وجه تمایز مناسی برای شناسایی انواع رسها محسوب می‌شوند.

انواع رسها

---