Глиняная химия
Химия глины — прикладной раздел химии , изучающий химические структуры , свойства и реакции или с их участием глин и глинистых минералов . Это междисциплинарная 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 относятся к числу наиболее широко используемых промышленных минералов, использующихся в качестве сырья (керамика, гончарные изделия и т. д.), адсорбентов, катализаторов, добавки, минеральные сборы, лекарственные средства, строительные материалы и другие.
Уникальные свойства глинистых минералов, в том числе: слоистая структура нанометрового масштаба, наличие фиксированных и взаимозаменяемых зарядов, возможность адсорбции и размещения (интеркалирования) молекул, способность образовывать стабильные коллоидные дисперсии , возможность индивидуальной химической модификации поверхности и межслоев и другие, делают изучение химии глин — очень важная и чрезвычайно разнообразная область исследований.
Физико-химическое поведение глинистых минералов влияет на многие отдельные области и области знаний: от наук об окружающей среде до химического машиностроения, от гончарного дела до обращения с ядерными отходами.
Их катионообменная емкость (ЕКО) имеет большое значение в балансе наиболее распространенных катионов почвы (Na + , К + , НХ 4 + , Как 2+ , мг 2+ ) и контроль pH, что оказывает прямое влияние на плодородие почвы . Он также играет важную роль в судьбе большинства Ca 2+ поступающие с суши (речной воды) в моря. Возможность изменять и контролировать ЕКО глинистых минералов представляет собой ценный инструмент при 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 регулирование текучести керамических сырьевых смесей). Эти взаимодействия также влияют на множество механических свойств грунтов, которые тщательно изучаются специалистами в области 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 как носитель фунгицидов и инсектицидов .
В результате выветривания многих типов горных пород в качестве одного из последних продуктов образуются глинистые минералы. Понимание этих геохимических процессов важно также для понимания геологической эволюции ландшафтов и макроскопических свойств горных пород и отложений. Присутствие глинистых минералов на Марсе , обнаруженное Mars Reconnaissance Orbiter в 2009 году, стало еще одним убедительным доказательством существования воды на планете в предыдущие геологические эпохи.
Возможность диспергировать наноразмерные частицы глинистых минералов в матрице полимера с образованием неорганически-органического нанокомпозита вызвала широкое возрождение исследований этих минералов с конца 1990-х годов.
Кроме того, изучение химии глин 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 нефти и катализаторы крекинга . [1] [2] [3] [4] [5] [6]
См. также [ править ]
- Глина – Мелкозернистая почва
- Глинистые минералы – мелкозернистые слоистые силикаты алюминия.
- Интерфейс и коллоидоведение – Отделение химии и физики
- Общество глинистых минералов
Ссылки [ править ]
- ^ «Что такое глина» . Центр научного обучения . Университет Вайкато . Архивировано из оригинала 3 января 2016 года . Проверено 10 января 2016 г.
- ^ Грим, Ральф. «Минеральная глина» . Британская энциклопедия . Проверено 10 января 2016 г.
- ^ «Зачем изучать глину?» . Геобуровые растворы. Архивировано из оригинала 27 июля 2017 года . Проверено 10 января 2016 г.
- ^ «Геология Лондонского университетского колледжа на территории кампуса: глины» . Отделение наук о Земле . Университетский колледж Лондона . Архивировано из оригинала 27 января 2016 года . Проверено 10 января 2016 г.
- ^ Фаиза Бергая, Гергард Лагали (редакторы): Справочник по глиняным наукам . Elsevier, Амстердам, 2013 (2-е изд.).
- ^ Карл Ясмунд, Герхард Лагали (редакторы): Глинистые минералы и глины. Структура, свойства, применение и использование в промышленности и окружающей среде. Steinkopf Verlag, Дармштадт, 1993 г.
Отрасли химии | |
|---|---|
| Аналитический | |
| Теоретический | |
| Физический | |
| Неорганический | |
| Органический | |
| Биологический | |
| Междисциплинарность | |
| См. также | |
