4.5.Khoáng sét và khoáng oxyt

4.5.Khoáng sét và khoáng oxyt


KEO SÉT
- Keo sét là hạt đất có kích
thước rất nhỏ, phải quan sát
cấu trúc và hình dạng chúng
dưới kính hiển vi điện tử. Hạt
keo sét chui qua được giấy lọc
định tính, không hòa tan trong
nước mà ở trạng thái huyền
phù.
- Cấu trúc và thành phần hóa
học của hạt keo sét có những
đặc tính riêng quyết định
những tính chất lý hóa học cơ
bản của đất. Khoáng sét và
chất hữu cơ trong đất mang
điện tích âm và là nơi diễn ra
quá trình trao đổi cation của


KEO SÉT HẤP PHỤ CÁC ION (HẦU HẾT LÀ CATION)


Chất hữu cơ là nguồn mang điện tích
âm
1. Mùn trong đất - SOM
R-CO

+

OHhay
O-

<---> R-CO-O- + H+
Ca++ or K+


Sét là nguồn mang
điện tích âm
2. Nguồn 1:
1) Phá vỡ liên kết tại
cạnh của khoáng sét.


Nguồn 2:
2) Sự thay thế đồng
hình (Isomorphous
Substitution)
Al 3+ thay thế Si 4+
hay
Mg2+ thay
thế Al 3+ hay Zn2+
thay thế cho Al3+

Không thay thế

Trung hòa

Zn++ for Al+++

-1 charge


Khoáng sét Silicate




Aluminosilicates có dạng cấu trúc kết tinh
(giống như phalê) rõ ràng. Kích thước hạt <
.002 mm và chỉ có thể thấy được dưới kính
hiển vi điện tử.
Hai dạng cơ bản của khoáng sét là:
1 : 1 và 2 : 1


Kiến trúc cơ bản của khoáng sét
Silicon - Oxygen Tetrahedron (tứ diện) (Si2O5-2)


Kiến trúc cơ bản của khoáng sét
Aluminum Octahedral (bát diện) (Gibsite
Sheet)
Al(OH)6-3


Các loại khoáng sét
1) Kaolinite: loại hình 1: 1 (1 phiến silica)
và 1 phiếnt gibsite). Dày 0.0072 cm

olinite [Al4Si4O10(OH)8] là phổ biến nhất
ong đất
c điểm:
Ít hay không thay thế đồng hình
Không hấp thu nước hay cation giữa các lớp
CEC thấp từ 3-15 meq/100g
Khoáng sét kém hoạt động – co trương thấp




 Kaolinite hiện diện ở vùng đất có
mức độ phong hóa cao
 Đất Kaolinite
- Dễ cày xới
- Khả năng co trương kém
- Giữ nước kém hơn các loại
đất giàu khoáng sét khác.
 Hữu dụng trong nông nghiệp nếu
quản lý dinh dưỡng tốt.
- Có thể cố định photpho, là
một nhược điểm của loại
khoáng sét này


2. Hydromica (Mica
Hydrous) hay Illite (mica
trắng): loại hình 2:1
Si4+ được thay thế bằng Al+3 ở 25% khối tứ diện,
mỗi sự thay thế để lại 1 vị trí điện tích âm, và K+ là

một cầu nối giữa các lớp và giữ cho chúng chặt lại
với nhau.

K

Space

Đặc điểm
1) Không mở rộng
2) CEC thấp, khoảng 30 meq/100


CẤU TRÚC CỦA ILLITE


Vermiculite
 Giống như Illite nhưng không
có ion K+
 Nhiều dạng thay thế đồng
hình (nhiều điện tích) hơn
Smectites.
 Có khả năng mơ rộng do tính
co trương tốt
 CEC cao nhất trong các
khoáng sét (150meq/100g)


3. Smectite hay Montmorillonite

 Loại hình 2:1
 - Mg++ thay thế Al+++ ở lớp
bát diện
Keo sét phồng chính trong đất
- Có thể tăng gấp đôi lần kích
thước khi ẩm ướt.
- Có thể gây nguy hại cho
đường xá và công trình
 Diện tích bề mặt và CEC lớn
(80-150 meq/100g)
- Giữ lại các cation trao đổi
giữa các lớp
- Sét có tính hoạt động cao


 Gần giống cấu trúc sét 2:1, tuy
nhiên có một tấm bát diện ở lớp
giữa.
 Không trương phồng được
 Tính chất vật lý gần giống như
Illite
 Có thể có nguồn gốc từ khoáng
nguyên sinh
- Phong hóa thành khoáng
Smectite hay vermiculite


Allophane và Imogolite
 Aluminosilicate kết tinh kém
 Allophan [Al2SiO4(OH)2.1.2H2O

 Imogolite [Al2SiO3(OH)4]
- Cấu trúc ống vô cùng nhỏ
 Tìm thấy ở tro núi lửa
- Allophane có thể có trước
imogolite



TÍNH CHẤT CỦA MỘT SỐ LOẠI KHOÁNG SÉT

Kaolinite
Smectite
Vermiculite
Illite
Humus

Size (µ m)
0.1-5.0
<1.0
0.1- 5.0
0.1-2.0
coatings

Surface Area (m2/g)
External
Internal
10-50
70-150
500-700
50-100

450-600
50-100
5-100
-

Interlayer
Spacing (nm)
0.7
1.0-2.0
1.0-1.4
1.0
-

Cation
CEC
cmol/Kg
Sorption
5-15
85-110
100-120
15-40
100-300


NHÔM OXYT VÀ SẮT OXYT
 Không có thay thế đồng hình, ít có trao
đổi cation
 Không trương phồng (non-swelling), không
có tính dính, lý tính bền vững
 Gibbsite [Al(OH)3] là oxyt nhôm phổ biến

nhất
 Oxyt sắt đa dạng hơn oxyt nhôm
- Goethite [FeOOH], Hematite [Fe2O3],
Lepidocrocite [FeOOH], Ferrihydrite
[Fe10O4(OH)2.xH2O)


CẤU TRÚC CỦA KHOÁNG OXYT


Màu nâu: goethite; đỏ nâu: chưa lepidocrocite; Xám: không chứa oxyt sắt