Kas yra cheminė atmosfera?
Kas yra cheminė atmosfera?
Akmenys, dirvožemis, mineralai, mediena ir net dirbtinės medžiagos, veikiančios gamtos elementais, pvz., Oru ir vandeniu, per tam tikrą laiką patirs tiek morfologijos, tiek cheminės sudėties pokyčius ir, galiausiai, suskilus į mažesnius gabalus. .
Kai meteorologinė reakcija vyksta cheminėmis reakcijomis, kurios keičia cheminių medžiagų, pvz., Uolų, dirvožemio ir mineralų, sudėtį, procesas vadinamas cheminiu poveikiu . Procesas vyksta palaipsniui ir atsiranda antrinių arba naujų mineralų.
Dažniausiai cheminės reakcijos, sukeliančios cheminę atmosferą, yra oksidacija, hidrolizė, hidratacija, karbonizacija ir redukcija . Toliau aptariame šiuos procesus ir tikriname, kaip jie veikia uolose.
Kokie yra cheminio poveikio procesai?
Dabar, kai mes turime pagrindinę idėją apie tai, kas yra cheminė atmosfera, pažvelkime į įvairius procesus, kuriais vyksta cheminis uolų susidūrimas.
1. Oksidacija
Cheminių akmenų atmosferos atveju oksidacija reiškia deguonies pridedimą ir derinimą su roko mineralais. Akmenys oksiduojami, kai kai kurie akmens mineralai reaguoja su deguonimi, esančia dirvožemio vandenyje arba atmosferoje. Esant drėgmei, oksidacijos procesas pagreitėja. Galiausiai gaunami hidratuoti oksidai.
Daugelis iš mūsų yra susipažinę su rūdžių oksidacijos reakcija. Tai yra reakcijos, dėl kurios geležis (Fe2 + forma), reakcija su deguonimi susidaro suformuojant Fe3 + oksidus ir hidroksidus. Metalinių daiktų, kuriuos mes naudojame mūsų kasdieniame gyvenime, rūdijimas dažnai sukelia objekto degradaciją, nes rūdytos dalys tampa trapios ir lengvai išardomos. Panašios cheminės reakcijos taip pat atsiranda akmenyse, kuriose yra geležies kiekis.
Uolienos oksidacijos reakcijos pavyzdys yra toks:
4FeO (geležies oksidas) + O2 → 2Fe2O3 (geležies oksidas)
4Fe3O4 (magnetitas) + O2 → 6Fe2O3 (hematitas)
Uolienos, kuriose geležies kiekis vyksta oksiduojant, dažnai išsiskiria rausvai rudos spalvos spalva, o tai rodo, kad uolienoje vyksta oksidacija.
Esant drėgmei, reakcija vyksta toliau, kad gautų:
2Fe2O3 (hematitas) + 3H2O -> 2Fe2O3 .3H2O (limonitas)
2. Hidrolizė
Hidrolizė gali būti laikoma dar vienu svarbiu cheminio poveikio veiksniu. Terminas „hidrolizė“ gaunamas iš „hidro“, ty vandens, ir „lizės“, o tai reiškia skaidymą. Procesą skatina vandens išskyrimas į vandenilio (H +) ir hidroksido (OH-) jonus. Šie jonai reaguoja su mineralais, esančiais uolose, kad sukeltų uolienų sudėties pokyčius. Silikato ir karbonato mineralai dažniausiai hidrolizuojami.
Idealiomis sąlygomis grynas vanduo šiek tiek jonizuoja, kad gautų H + ir OH-jonus, kurie po to reaguoja su mineralais, kad juos hidrolizuotų. Teoriškai, jei yra pakankamai vandens, originalus mineralas bus visiškai ištirpintas. Pavyzdžiui:
Mg 2 SiO 4 + 4 H + + 4 OH− ⇌ 2 Mg2 + + 4 OH− + H4 SiO 4
Tačiau iš tikrųjų vanduo retai dovanoja H + jonus. Tačiau padėtis pasikeičia, jei yra anglies dioksidas. Dujos lengvai ištirpsta vandenyje, kad susidarytų silpna anglies rūgštis, kuri tada veikia kaip H + donoras.
Reakcija yra tokia:
Mg 2 SiO 4 + 4 CO 2 + 4 H 2 O 2 2 Mg2 + + 4 HCO 3 - + H 4 SiO 4
Žolės šparagų hidrolizė, leidžianti gauti molio mineralus, yra klasikinis pavyzdys, kaip hidrolizuojant akmenis susidaro cheminė medžiaga.
Reakcija yra tokia:
2 KAlSi3O8 (aliuminio silikato lauko špatas) + 2H2CO3 + 9 H20 O Al2 Si2O5 (OH) 4 (kaolino, molio mineralinis) + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 -
Tam tikros cheminės uolienos sudedamosios dalys, tokios kaip natrio chloridas, tiesiogiai ištirpsta vandenyje. Tokių medžiagų ištirpinimas vandeniu paskatina uolieną, galiausiai jį sudaužant. Vandens rūgštėjimas pagreitina šį procesą.
3. Hidratacija
Hidratacija taip pat yra vienas iš procesų, kuriais vyksta cheminis atmosferos poveikis. Hidratuojant mineralas reaguoja su vandeniu, todėl H + ir OH-jonai, gauti iš vandens, yra tvirtai pritvirtinti prie mineralinių medžiagų molekulių ir atomų. Vandens įsisavinimas iš mineralinių medžiagų didina uolieną, kuris sukelia fizinius įtempimus uoloje, ir galiausiai lemia uolos suskaidymą. Geležies oksidas, aliuminio oksidas, anhidritas ir pan. Toliau pateikiami du tokios reakcijos pavyzdžiai:
2Fe2O3 (hematitas) + 3H2O → 2Fe2O3.3H2O (limonitas)
Al2O3 (boksitas) + 3H2O → Al2O3.3H2O (aliuminio oksidas)
4. Karbonizavimas
Karbonizacija taip pat sukelia cheminį akmenų, dirvožemio ir mineralų poveikį. Karbonizacija reiškia anglies dioksido prijungimą prie substratų per dviejų pakopų reakciją. Pirma, anglies dioksidas reaguoja su vandeniu ir sudaro anglies rūgštį. Po to anglies rūgštis reaguoja su mineralais uolienose, kad susidarytų karbonatai arba bikarbonatai. Kalcio karbonatą (kalkakmenį) turinčių uolienų karbonizacija yra dažnas cheminio poveikio metodas, dėl kurio susidaro kalcio bikarbonatas, labai gerai tirpus vandenyje. Dėl tokių reakcijų kalkakmenyje susidaro tuščiaviduriai erdvės, kurios galiausiai sudaro kalkakmenio urvas. Karbonizacijos reakcijos šaltoje temperatūroje yra greitesnės, nes šaltas vanduo ištirpsta daugiau anglies dioksido nei šilčiau.
Kalkakmenio karbonizacijos reakcija pateikiama žemiau:
Pirmasis reakcijos etapas: anglies rūgšties susidarymas vandens ir anglies dioksido reakcija.
CO 2 + H2O → H 2CO 3
Antrasis reakcijos etapas: kalcio karbonato susidarymas reakcija tarp anglies rūgšties ir kalcio karbonato.
H 2CO 3 + CaCO 3 → Ca (HCO3) 2
5. Sumažinimas
O2 pašalinimas iš uolienų mineralo, dėl kurio susidaro sumažintas antrinis mineralas, taip pat yra vienas iš cheminio poveikio procesų. Sumažėjusios reakcijos yra įprastos esant nešvaroms sąlygoms, nes deguonies nebuvimas arba mažas kiekis tokioje aplinkoje sukelia redukcijos reakcijas uolienų mineraluose. Tokios reakcijos pavyzdys pateikiamas toliau:
2Fe2O3 (hematitas) - O2 → 4FeO (geležies oksidas)
Galutinis uolienų atsparumo klimatui rezultatas
Pirmiau minėtų procesų cheminė atmosfera padeda keisti uolų cheminę sudėtį. Be to, akmenys tampa trapesni arba paverčia akmens mineralų tirpumą vandenyje. Taigi, akmenys pradeda degraduoti ir galiausiai suskirstomi į mažesnius gabalus per tam tikrą laikotarpį, po kurio erozinės jėgos pašalina uolienų gabalus iš jų kilmės vietos ir nuneša juos toli į tolimesnę degradaciją ir disociaciją.
