Химия глины - это прикладная дисциплина химии, изучающая химические структуры , свойства и реакции глин и глинистых минералов или с их участием . Это мультидисциплинарная область, включающая концепции и знания из неорганической и структурной химии, физической химии, химии материалов, аналитической химии, органической химии, минералогии, геологии и других.
Изучение химии (и физики) глин и глинистых минералов имеет большое академическое и промышленное значение, поскольку они являются одними из наиболее широко используемых промышленных минералов, используемых в качестве сырья (керамика, керамика и т. Д.), Адсорбентов, катализаторов, добавки, минеральные добавки, лекарства, стройматериалы и др.
Уникальные свойства глинистых минералов, в том числе: слоистая структура в нанометровом масштабе, наличие фиксированных и взаимозаменяемых зарядов, возможность адсорбции и размещения (интеркалирования) молекул, способность образовывать стабильные коллоидные дисперсии , возможность специальной поверхностной и межслойной химической модификации и др. Изучение химии глины - очень важная и чрезвычайно разнообразная область исследований.
Физико-химическое поведение глинистых минералов влияет на многие различные области и области знаний, от наук об окружающей среде до химических процессов, от гончарного дела до обращения с ядерными отходами.
Их катионообменная емкость (CEC) имеет большое значение для баланса наиболее распространенных катионов в почве (Na + , K + , NH 4 + , Ca 2+ , Mg 2+ ) и контроля pH с прямым воздействием на почву. плодородие . Он также играет важную роль в судьбе большинства Ca 2+, поступающего с суши (речная вода) в моря. Возможность изменять и контролировать CEC глинистых минералов представляет собой ценный инструмент в разработке селективных адсорбентов с такими разнообразными применениями, как, например, химические датчики или вещества для очистки загрязненной воды.
Понимание реакций глинистых минералов с водой (интеркаляция, адсорбция, коллоидная дисперсия и т. Д.) Необходимо для керамической промышленности (например, пластичность и контроль текучести керамических сырьевых смесей). Эти взаимодействия также влияют на множество механических свойств грунтов, которые тщательно изучаются специалистами в области строительства и строительства.
Взаимодействие глинистых минералов с органическими веществами в почве также играет жизненно важную роль в фиксации питательных веществ и плодородия, а также в фиксации или вымывании пестицидов и других загрязнителей. Некоторые глинистые минералы ( каолинит ) используются в качестве материала-носителя для фунгицидов и инсектицидов .
Выветривание многих типов горных пород производят глинистые минералы в качестве одного из своих последних продуктов. Понимание этих геохимических процессов также важно для понимания геологической эволюции ландшафтов и макроскопических свойств горных пород и отложений. Присутствие глинистых минералов на Марсе , обнаруженное орбитальным аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter в 2009 году, было еще одним убедительным доказательством существования воды на планете в предыдущие геологические эпохи.
Возможность диспергировать частицы глинистого минерала нанометрового размера в матрицу полимера с образованием неорганико-органического нанокомпозита вызвала большой всплеск исследований этих минералов с конца 1990-х годов.
Кроме того, изучение химии глины также имеет большое значение для химической промышленности, поскольку многие глинистые минералы используются в качестве катализаторов , предшественников катализаторов или субстратов катализаторов в ряде химических процессов, таких как автомобильные катализаторы и катализаторы крекинга нефти . [1] [2] [3] [4] [5] [6]
См. Также [ править ]
- Глина - мелкозернистая природная порода или почва, содержащая в основном глинистые минералы.
- Минералы глины
- Интерфейс и коллоидная наука - раздел химии и физики
- Общество минералов глины
Ссылки [ править ]
- ^ "Что такое глина" . Центр научного обучения . Университет Вайкато . Проверено 10 января +2016 .
- ^ Мрачный, Ральф. «Глиняный минерал» . Британская энциклопедия . Проверено 10 января +2016 .
- ^ "Зачем изучать глины?" . Гео буровые растворы . Проверено 10 января +2016 .
- ^ "Геология университетского колледжа Лондона на территории кампуса: глины" . Отдел наук о Земле . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинального 27 января 2016 года . Проверено 10 января +2016 .
- ^ Файза Бергая, Гергард Лагали (редакторы): Справочник по науке о глине. Эльзевир, Амстердам, 2013 (2-е изд.).
- ^ Карл Ясмунд, Герхард Лагали (редакторы): Tonminerale und Tone. Struktur, Eigenschaften, Anwendungen und Einsatz in Industrie und Umwelt. Steinkopf Verlag, Дармштадт, 1993.