Алюмосиликатные пластины

Рис. 2.15. Экспериментальная зависимость периода / стопки алюмосиликатных пластин монтмориллонита в водном растворе электролита от концентрации с

Когда толщина водного слоя достигает величины 15—20 А, характер набухания меняется. Толщина водной прослойки увеличивается скачком до величины в несколько десятков ангстрем и в дальнейшем при набухании растет линейно с количеством прилитой воды, т.е. вся вода в набухающем монтмориллоните включается в водные зазоры между алюмосиликатными пластинами. [c.54]

В ряде экспериментов исследовалась зависимость набухания монтмориллонита от сорта обменного катиона, связанного с алюмосиликатными пластинами. При этом, однако, наблюдается сегрегация катионов с различным зарядом, аналогичная той, которая была описана в разделе 2.8. Например, катионы К и катионы Са перераспределяются в набухающей глине так, что различные катионы находятся в различных водных промежутках. Поэтому в таких экспериментах наблюдаются различные периоды у алюмосиликатных стопок, разделенных водными промежутками, соответствующие различным обменным катионам. [c.55]

Опираясь на эти экспериментальные данные, рассмотрим, в рамках теории молекулярного поля для степени диссоциации противоионов, закономерности ограниченного и неограниченного набухания глин [15]. Заметим, что силы отталкивания двух соседних алюмосиликатных пластин глины складываются из экспоненциально падающих и осциллирующих сил гидратации и сил осмотического давления диссоциировавшей части противоионов. [c.57]

Силы отталкивания двух соседних алюмосиликатных пластин глины (в дальнейшем - пластин) складываются из двух сил. Первая - это сила, связанная с втягиванием воды в приповерхностное электрическое поле диполей молекул пластин. Согласно [13] эту силу можно записать в виде [c.57]

Глинь1, наряду с песком и илом, являются широко распространенным компонентом почвы. Частицы глины, содержащиеся в почве, чрезвычайно мелки, их размер определяется свойствами глинистых минералов. -Глинистые минералы — это поликристаллы алюмосиликатов, которые состоят из очень мелких кристалликов-микрокристаллов. Микрокристаллы алюмофшикатов представляют собой стопки из наложенных др)т на друга алюмосиликатных пластин. Размеры микрокристаллов глинистых минералов обычно порядка 1 мкм или менее, часто под электронным микроскопом видны пластины размером в сотни А. [c.52]

Поскольку атомы А1 и Мя имеют валентность, отличающуюся, соответственно, от валентности Si и А1 на единицу, алюмосиликатные пластины оказьтаются заряженными отрицательно. Этот избыточный отрицательный заряд компенсируется положительным зарядом так называемых обменных катионов Ыа, К и др., находящихся вблизи от гексагональных Полостей тетраэдрического слоя (рис. 3.10). Химическая формула монтмориллонита без замещений имеет вид [c.53]

Вследствие того, что монокристаллы монтмориллонита очень малы, наиболее полные сведения о структуре растворов монтмориллонита в воде получены с Помощью рентгеновской дифракции и дифракции нейтронов [8]. Эти измерения показывают, что в растворах в воде (а также и в органических жидкостях) алюмосиликатные пластины выстраиваются параллельно, на одинаковом расстоянии друг от друга, образуя стопки, причем расстояние между алюмосиликатными пластинами в этих стопках зависит от концентрации монтмориллонита в растворе и меняется в широких пределах. Одним из интереснейших фактов, обнаруженных в результате рентгенографических и нейтронных исследований, является существование полочек на кривых, описывающих изменение пространственного периода алюмосиликатных пластин в стопке при набухании монтмориллонита (рис. 3.11). Если из величины пространственного периода, соответствующего этим полочкам , вычесть толщину собственно алюмосиликатной пластины (10 А), то оказывается, что полученная таким образом толщина водного слоя кратна толщине одноатомного водного слоя, соответствующего структуре льда-1. Таким образом, при небольшом количестве воды, прилитой к монтмориллониту, меясду алюмосиликатными пластинами укладьшается целое число монослоев воды. [c.54]

Экспериментально набухание монтмориллонита в области толщин водных промежутков менее 20 А обычно исследуют, либо меняя упругость насыщенного пара воды, находящейся в равновесии с набухающей глиной, либо исследуя набухание монтмориллонита в растворах электролита (при этом увеличение толщины водного слоя достигается при уменьшении концентрации электролита в водном растворе). Набухание в области толщины водных прослоек более 20 А обычно исследзш)т, изучая равновесие набухшей глины с раствором электролита при этом при уменьшении концентрации соли в электролите межплоскостное расстояние в стопках алюмосиликатных пластин увеличивается (рис. 3.11). [c.54]

При набухании монтмориллонита изменения толщины водного промежутка и сопровождающие его изменения положений обменных катионов в водном промежутке приводят к изменению периодов (д и Ь) алгомоси-ликатных матриц в двух главных направлениях в плоскости пластин. При небольшой степени набухания период Ь падает с ростом толщины водного слоя вследствие того, что при увеличении расстояния между алюмосиликатными пластинами уменьшается . распирание обменными катионами гексагональных полостей пластин. При больших степенях набухания, наоборот, период Ь растет с увеличением толщины водного слоя, асимптотически приближаясь к некоторому значению. Как при уменьшении, так и [c.55]

Значительный интерес представляет экспериментальное исследование мёссбауэровского поглощения в набухающих глинах, о котором упоминалось в разделе 2 13. С ростом толи ны водного промежутка от значения, близкого к нулю, до значения, соответствующего примерно четырем монослоям воды, мёссбауэровское поглощение падает. Это указывает на постепенный переход воды, заключенной между алюмосиликатными пластинами, из кристаллического состояния, близкого к состоянию льда-1, в состояние жидкой воды. Несмотря на то, что увеличение толщины водного зазора происходит скачкообразно, мёссбауэровское поглощение, согласно экспериментальным данным [12], падает плавно (рис. 3.13). Таким образом, согласно этим данным, упорядочение, соответствующее кристаллической воде, при набухании постепенно уменьшается, и плав- ление воды заканчивается, когда толщина водного промежутка составляет 20 А. [c.56]

Введем предположение о простейшей зависимости степени диссоциации а от усредненного по водному слою параметра упорядоченности воды s, а именно а 1 - s. Тогда можно найти зависимость толщины водного слоя от внешнего осмотического давления, а также критическую точку изотермы набухания, условия равновесия квазикристаллической и ламеллярной фаз, условия ограниченного и неограниченного набухания, фазовый переход при изменении ионнной силы, температуры н давления, условия сосуществования различных квазикрист лических фаз и характер увеличения площади алюмосиликатных пластин глины при набухании. [c.57]

В качестве простейшего предположения о зависимости а (/) рассмотрим модель, в которой а пропорциональна среднему (по водному промежутку) значению величины 5, где параметр порядка х (О < х < 1) описывает степень упорядоченности воды, связанной сеткой водородных связей с алюмосиликатной пластиной [c.58]

Диссоциация связанных с алюмосиликатными пластинами ионов при набухании приводит к уменьшению сжатия этих пластин (в их плоскости) недиссоииированными ионами и, следовательно, к увеличению постоянных решетки а, Ь (в плоскости пластин) с увеличением толщины водного слоя /, а именно [c.60]

Земле. Согласно этой гипотезе, на поверхности частиц глины могло происходить образование полипептидов из отдельных аминокислот, растворенных в окружающей воде. Предполагается, что поверхность алюмосиликатных пластин может служить и шаблоном, и катализатором при,образовании длинных пептидных цепей или белков. Эта гипотеза исследовалась экспериментально (см. в работе [20]). Добавляя к раствору различных глинистых минералов небольшое количество аминокислоты (глицина),авторы проводили затем циклическую гидратацию и дегидратацию при одновременном периодическом изменении температуры. В контрольных экспериментах проводились циклы нагрева и охлаждения без изменения влажности. Было обнаружено, что наибольшее количество пептидов возникало в условиях, когда глина подвергалась периодическим изменениям и температуры, и влажности. На основании этих экспериментальных данных авторы предположили, что флуктуации температуры и влажности приводили к распределению и перераспределению аминокислот на поверхности частиц глины, что спосо твовало связыванию аминокислот в пептидные цепи. При добавлении воды освобождаются активные места на поверхности алюмосиликатных пластин, в которых происходит каталю при образовании пептидов из аминокислот. При повышении температуры вода испаряется и возникают новые места для катализа, доступные для других аминокислот, которые присоединяются к существующим цепям или образуют новые цепи. Поскольку в условиях древней Земли в воде присутствовало несколько сортов аминокислот, эти циклы флуктуирующей температуры и влажности могли привести к образованию сложных пептидов и предшественников больших белковых молекул. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология