Смектиты

Как уже отмечалось, пирофиллит и тальк являются минера-лами-прототипами группы смектитов. В их кристаллической решетке соседствуют тетраэдрические подслои различных слоев, благодаря чему атомы кислорода находятся напротив друг друга. Следовательно, связь между слоями слабая и легко происходит расщепление. Вследствие слабой связи и высоких потенциалов отталкивания на поверхностях слоев, возникающих в результате изоморфных замещений, вода может проникать между слоями, вызывая увеличение с-расстояния. Таким образом, смектиты имеют разбухающую решетку, что значительно повышает их коллоидную активность, так как приводит к многократному увеличению удельной поверхности. Теперь для гид- [c.137]

Минералы группы смектитов различают на основе минерала-прототипа по относительному числу замещений в октаэдрическом или тетраэдрическом подслое и по видам замещаемых атомов. Главные минералы этой группы перечислены в табл. 4.1. [c.138]

Наиболее широко известным представителем группы смектитов является монтмориллонит. Ввиду широкого распространения в природе и большого экономического значения монтмориллонит был наиболее хорошо изучен. Это главный компонент вайомингского бентонита и многих других глин, добавляемых в буровые растворы. Он является также активным компонентом более молодых глинистых формаций, при разбуривании ко- [c.138]

Следует обратить внимание на то, что вначале бентонит определяли как глину, образовавшуюся в результате превраш,е-ния вулканического пепла в месте его залегания в монтмориллонит, но теперь этот термин используют для обозначения любой глины, физические свойства которой определяются главным образом присутствием какого-либо смектита. [c.146]

Глинистые минералы всех типов адсорбируют воду, но смектиты благодаря разбухающей решетке вбирают в себя значительно большие объемы воды, чем другие глины. По этой причине большая часть исследований набухания глин проводилась с использованием смектитов, в частности монтмориллонитов. [c.147]

Группа Смектиты Слюды [c.109]

НИЮ кислород ОН В структуре 2 1, чем в октаэдрической сетке 1 1. Такую структуру имеют все остальные группы глинистых минералов, из которых важнейшими являются группа слюд, включающая обычные слюдистые минералы и иллит, группа смектитов и группа хлоритов. [c.105]

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 pH такие ОН-группы могут диссоциировать с образованием отрицательного заряда, который нейтрализуется другими катионами, например, [c.114]

Большая емкость катионного обмена смектитов побудила к исследованиям возможности использования их как катализаторов, т. е. веществ, которые изменяют скорость химической реакции, сами при этом не изменяясь. Глинистые катализаторы имеют возможное применение как адсорбенты для устранения загрязнения природных вод или почв. [c.116]

МОСТИ ОТ условий их образования и структурно-текстурных особенностей. Лучшие покрышки формируются в отдаленных от суши участках шельфа и на прилегающей части континентального склона на глубинах 300-500 м в условиях спокойного гидродинамического режима. Они характеризуются однородным строением, преобладанием смектитов (монтмориллонита при условии его образования на континенте и сносе в бассейн осадконакопления), содержание алевритовых частиц и карбонатов низкое, примесь органического вещества в основном планктонного (сапропелевого) типа. В обменном комплексе соотношение натрия к кальцию изменяется от 6 до 12. В процессе погружения этих глин до [c.291]

Ниже мы обсудим свойства одной из групп глинистых минералов — смектитов, которые иначе называются монтмориллонитами. Отдельные пластины монтмориллонита, стопки которых и составляют микрокристаллы этого глинистого минерала, представляют собой алюмосиликатные слои, толщиной около 10 А, состоящие, в свою очередь, из трех кислородных слоев двух поверхностных тетраэдрических и центрального октаэдрического (рис. 3.1й). В центрах кислородных тетраэдров расположены атомы 51, в центрах кислородных октаэдров — атомы А1. Часть атомов 81 и А1 в тетраэдрических и октаэдрическом слоях обычно замещена атомами А1 (в тетраэдрических слоях) и атомами М (в октаэдрическом слое). 51 [c.52]

Многие замещенные ароматические соединения могут подвергаться свободно-радикальному окислению, катализируемому глиной. При реакции бензола или фенола с Ре " - или Си -замещенными смектитами образуется высокомолекулярный полимер. В этом процессе участвуют радикал-катионы ароматических молекул, образуемые на поверхности глин. [c.295]

Оксиды металлов, обладающие каталитическими свойствами, можно использовать для детоксикации сред, загрязненных, в частности, фенолами и ароматическими аминами. Так, для детоксикации хлорированных ароматических соединений в качестве катализаторов можно применять Си(П)-смектиты. При этом реакционноспособные радикалы связываются ксенобиотиками, образуя менее токсичные соединения, чем исходные. [c.298]

Ряд фенолов способен полимеризоваться на поверхности смектита, насыщенном катионами переходных и непереходных металлов. Образующиеся продукты состоят из мономеров, димеров, тримеров, тетрамеров и содержат следы пентамеров исходного фенола и хиноны - продукты окисления фенолов. [c.304]

Рис. 19. Изменение относительной пористости Ат коллектора за счет снижения минерализации пластовой воды в ходе закачки 1) при 8%-м содержании смектита в породе (правый вертикальный масштаб) 2) при 0.8%-м и 3) при 0.5%-м содержании смектита в породе (левый вертикальный масштаб). Пунктиром отмечена величина фактического снижения пористости по данным [45] Ат, %

Химический состав диоктаэдрической структуры, показанной на рис. 4.4, соответствует минералу пирофиллиту. Триоктаэдри-ческий минерал напоминает тальк, но в нем вместо алюминия присутствует магний. Пирофиллит и тальк—это прототипы глинистых минералов группы смектитов, но истинно глинистыми минералами не являются. Они расщепляются (а не разрушаются) на очень тонкие пластинки, которые характерны и для глинистых минералов. Коренное различие этих двух типов минералов заключается в том, что структуры прототипов уравновешены и электростатически нейтральны, в то время как кристаллы глинистого минерала несут заряд, возникающий в результате изоморфных замещений одних атомов в их структуре другими иной валентности. [c.137]

Как и другие смектиты, монтмориллонит сильно набухает вследствие отмеченных особенностей ее кристаллической ре-и1етки. Увеличение с-расстояния зависит от обменных катионов. При наличии некоторых катионов (особенно натрия) давление набухания настолько велико, что глинистые сланцы разделяются на мелкие агрегаты и даже на отдельные единичные слои (рис. 4.7). Неоднократно предпринимались попытки определить размер частиц в натриевом монтмориллоните, но сделать это оказалось чрезвычайно трудно, поскольку пластинки плоские, тонкие и имеют неправильную форму, а диапазон размеров очень большой. В ходе исследований Кану удалось с помощью ультрацентрифуги разделить натриевый монтмориллонит на пять фракций (по размеру). Затем, используя комбинацию ме-тодов он определил максимальную ширину и толщину пластинок каждой фракции. Результаты его исследований, суммированные в табл. 4.2, свидетельствуют о том, что ширина и толщина пластинок уменьшаются с сокращением радиуса эквивалентных сфер. Если предположить, что с-расстояние в агрегатах равно 1,9 нм, то в частицах самой крупной фракции будет восемь слоев, а среднее число слоев в самых мелких фракциях, массовая доля которых в пробе достигает 57 %, немного больше одного. [c.140]

Дальнейшее изучение устойчивости сепиолита при высоких температурах показало, что сепиолит превращается в стевенсит (разновидность смектита) при нагреве водного раствора до температуры 150 °С или выше. Температура является важнейшим фактором в этом превращении. Более чем 10 %-ное изме- [c.461]

Вермикулиты. Известны в виде бесцветных, желтых, зеленых, коричневых водных алюмосиликатов магния, кальция и железа (глинистый менерал) плотностью до 2300 кг/м , с твердостью 1,5. Во многих отношениях подобны смектитам. Вермикулиты существуют в виде как макрокристаллических слюдоподобных пластинок, так и менералов, имеющих размер глинистых часгиц. Легко разбухают в воде и во многих органических жидкостях, поэтому в чистом виде не могут быть использованы в качестве сорбентов. [c.116]

Сорбция урана и цезия образцами базальта и смектитов удовлетворительно описывается уравнением Дубинина — Радушкевича [c.114]

Сорбционные свойства минеральной части почв обусловлены глинистой фракцией, представленной смесью различных глинистых минералов слоистые алюмосиликаты, оксиды и гидроксиды различных элементов. К глинистым минералам относят каолиниты, смектиты, иллиты, хлориты, вермикулиты. Способность глинистых минералов стехиометрически связывать катионы металлов, обменивая их на другие катионы, называют емкостью катионного обмена. [c.149]

В результате сходной структуры иллитов и смектитов пакеты 2 1 могут смешиваться или переслаиваться, образуя смешаннослойные глины. Большинство иллитов и смектитов в небольшой степени переслаиваются, но они не классифицируются как таковые до определения с помощью дифракции рентгеновских лучей. Как и следует ожидать, смешаннослойные иллит-смек-титовые глины имеют среднюю емкость катионного обмена между членами конечного ряда. [c.107]

Интенсивное выщелачивание благоприятствует образованию каолинита, поскольку катионы и H4SIO4 выносятся и понижается отнощение 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 О 1 (т. е. присутствует только октаэдрическая сетка рис. 118). [c.110]

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 на в мусковите может привести к образованию магниевого смектита. [c.113]

Катализаторы из модифицированных смектитовых глин. При температуре выше 200 С происходит потеря воды из межпакетных пространств, которые сжимаются до структуры шшита. Поскольку емкость катионного обмена смектитов сосредоточена в межпакетных слоях, если глинистые катализаторы используются при термической обработке химических органических токсикантов, нужно предотврашать сжатие. Одним из способов удержания межпакетных пространств открытыми в отсутствие растворителя, например воды, является внедрение термически стабильных катионов, действующих как молекулярные подставки , или подпорки (рис. 3.20). [c.117]

К группе смектитов относятся бейделлит (в котором кремний частично замещен алюминием), нонтронит (в котором алюминий частично замещен железом), сапонит и стивенсит (алюминий частично замещен магнием). [c.53]

Последний факт очень важен для теоретической минералогии. Физически такой переход отвечает катагепетической трансформации набухающих глин (смектитов) в ненабухающие иод воздействием увеличивающегося горного давления, поэтому переход уравнения (2.4.7) в уравнение диффузии представляется естественным и открывает дополнительные возможности в моделировании сложных геологических процессов. Этот факт, помимо выше указанного эффекта возникновения аномально высоких давлений в глинах (см. 2.2), может косвенным образом указывать на еще одну ранее не отмечавшуюся возможность возникновения аномально высоких давлений - переход глпппстых минералов одного типа в другой (трансформация глинистых минералов). К этому вопросу мы вернемся в третьей части книги. [c.110]

Истинные значения поверхностного заряда слюды нам не известны п вряд ли могут быть корректно определены эксперп-ментально в реальных условиях заводняемого пласта. Поэтому в расчётах использованы два граничных значения 0.05 к/м и 0.02 первое из которых примерно соответствует теоретической величине заряда слюдяного слоя, а второе несколько меньше его половины. Очевидно, более реальным является второе значение, поскольку дпспергацпя слюдяных блоков должна происходить прежде всего по межслоевым промежуткам смектито- [c.159]

Изучение роста кристаллов смектита показало, что новые слои иногда растут в промежутках между ранее сформировавшимися (Weiss, 1981 цитирована по airns-Smith, 1986), и плотность тех и других одинакова. Такой акт наследования у минералов может повторяться свыше 20 раз, т. е. на протяжении двадцати поколений . [c.149]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология