Kimyasal ayrışma nedir?
Kimyasal ayrışma nedir?
Hava ve su gibi doğanın elementlerine maruz kalan kayaçlar, topraklar, mineraller, odun ve hatta yapay malzemeler, zaman zaman hem morfolojide hem de kimyasal bileşimde önemli değişikliklere uğrayacak ve sonuç olarak ayrışma işlemleriyle daha küçük parçalara bölünecektir. .
Ayrışma, kaya, toprak ve mineral gibi şeylerin kimyasal bileşimini değiştiren kimyasal reaksiyonlarla gerçekleştiğinde, işlem kimyasal ayrışma olarak bilinir. İşlem yavaş yavaş gerçekleşir ve ikincil veya yeni minerallerin oluşumu ile sonuçlanır.
Kimyasal ayrışmayı indükleyen en yaygın kimyasal reaksiyon tipleri oksidasyon, hidroliz, hidrasyon, karbonatlaşma ve indirgemedir . Aşağıda, bu süreçleri tartışıyoruz ve kayaları etkileme şeklini inceliyoruz.
Kimyasal Ayrışma İşlemleri Nelerdir?
Şimdi kimyasal ayrışmanın ne olduğu konusunda temel bir fikrimiz olduğuna göre, kayaların kimyasal ayrışmasının gerçekleştiği farklı işlemlere bir göz atalım.
1. Yükseltgenme
Kayaların kimyasal olarak yıpranması durumunda, oksidasyon kaya minerallerine oksijen ilavesi ve kombinasyonunu ifade eder. Kayadaki bazı mineraller toprak suyunda veya atmosferde mevcut olan oksijenle reaksiyona girdiğinde kayaçlar oksidasyona uğrarlar. Nem varlığında, oksidasyon işlemi hızlanır. Sonuç olarak, hidratlanmış oksitler üretilir.
Birçoğumuz paslanmanın oksidasyon reaksiyonuna aşinayız. Demirin (Fe2 + formunda) Fe3 + oksit ve hidroksit oluşturmak üzere oksijenle reaksiyona girdiği bir reaksiyonun sonucudur. Günlük yaşamımızda kullandığımız metalik nesnelerin paslanması, paslanmış parçalar kırılgan hale geldiğinden ve kolayca parçalandığından nesnenin bozulmasına neden olur. Benzer kimyasal reaksiyonlar ayrıca demir içerikli kayalarda meydana gelir.
Bir kayada gerçekleşen bir oksidasyon reaksiyonu örneği aşağıdaki gibidir:
4FeO (Demir oksit) + 02 → 2Fe2O3 (Demir oksit)
4Fe3O4 (Magnetit) + O2 → 6Fe2O3 (Hematit)
Demir içeriği oksidasyona uğrayan kayaçlar genellikle kayanın oksidasyona uğradığını gösteren kırmızımsı kahverengi bir renk geliştirir.
Nemin varlığında reaksiyon, aşağıdakileri sağlamak için daha da ilerler:
2Fe2O3 (Hematit) + 3H2O -> 2Fe2O3 .3H2O (Limonit)
2. Hidroliz
Hidroliz, kimyasal ayrışmanın bir başka önemli işlemi olarak kabul edilebilir. Hidroliz terimi, su anlamına gelen "hidro" ve ayrıştırma anlamına gelen "lizis" teriminden türetilir. İşlem, suyun hidrojen (H +) ve hidroksit (OH-) iyonlarına ayrışmasından kaynaklanır. Bu iyonlar, kayaların bileşiminde değişiklik yapmak için kayalarda bulunan minerallerle reaksiyona girer. Silikat ve karbonat mineralleri en yaygın olarak hidrolize edilir.
İdeal koşullar altında saf su, hafifçe iyonlaşarak H + ve OH- iyonlarını verir ve bu da minerallerle reaksiyona girerek bunları hidrolize eder. Teorik olarak, eğer yeterli su varsa, orijinal mineral tamamen çözülür. Örneğin:
Mg 2 SiO 4 + 4 H + + 4 OH − 2 Mg2 + + 4 OH− + H4 SiO 4
Ancak, gerçekte, su nadiren H + iyonlarını bağışlar. Ancak, karbondioksit mevcutsa durum değişir. Gaz, daha sonra H + donörü olarak işlev gören zayıf bir karbonik asit oluşturmak için suda kolayca çözünür.
Reaksiyon aşağıdaki gibidir:
Mg2Sio4 + 4C02 + 4 H202 ⇌ 2 Mg2 + + 4 HCO3 - + H4 SiO4
Feldspatın kil mineralleri verecek şekilde hidrolizi, kayaların hidrolizle kimyasal olarak ayrışmasının klasik bir örneğidir.
Reaksiyon aşağıdaki gibidir:
2 KAISI 3 O 8 (alüminosilikat feldispat) + 2 H 2 CO 3 + 9 H 2 O ⇌ Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 (Kaolinit, bir kil minerali) + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 -
Sodyum klorid gibi kayaların bazı kimyasal bileşenleri suda doğrudan çözünür. Bu maddelerin su ile çözünmesi, kayanın yumuşamasına ve sonunda parçalara ayrılmasına neden olur. Suyun asitleşmesi bu süreci hızlandırır.
3. Hidrasyon
Hidrasyon ayrıca kimyasal yıpranmanın gerçekleştiği işlemlerden biridir. Hidrasyonda, mineral, sudan türetilen H + ve OH iyonlarının sert bir şekilde mineralin moleküllerine ve atomlarına bağlanmasıyla sonuçlanan suyla reaksiyona girer. Suyun mineral tarafından emilmesi, kaya içindeki fiziksel gerilmelere neden olan kayanın hacmini arttırır ve sonuçta kayanın parçalanmasına yol açar. Demir oksit, alüminyum oksit, anhidrit, vb., Hidrasyona maruz kalan kaya minerallerinden bazılarıdır. Bu tür reaksiyonun iki örneği aşağıda verilmiştir:
2Fe2O3 (hematit) + 3H2O → 2Fe2O3.3H2O (limonit)
Al203 (boksit) + 3H2O → Al203.3H2O (Hidro. Alüminyum Oksit)
4. Karbonatlaşma
Karbonasyon ayrıca kayaların, toprakların ve minerallerin kimyasal olarak ayrışmasını da sağlar. Karbonasyon, iki aşamalı bir reaksiyonla karbon dioksitin substratlara bağlanmasını ifade eder. İlk olarak, karbon dioksit karbonik asit oluşturmak için suyla reaksiyona girer. Daha sonra karbonik asit, karbonatlar veya bikarbonatlar üretmek için kayalardaki minerallerle reaksiyona girer. Kalsiyum karbonat (kireçtaşı) içeren kayaların karbonatlaşması, suda yüksek oranda çözünür olan kalsiyum bikarbonat oluşumuna neden olan yaygın bir kimyasal ayrışma işlemidir. Bu tür reaksiyonlar, kireçtaşı içinde nihayetinde kireçtaşı mağaraları oluşturan boşlukların oluşumuna yol açar. Karbonasyon reaksiyonları soğuk sıcaklıklarda daha hızlıdır çünkü soğuk su, ılık sudan daha fazla karbondioksit eritir.
Kireçtaşının karbonasyon reaksiyonu aşağıda sunulmuştur:
Reaksiyondaki ilk adım: su ve karbondioksit reaksiyonu ile karbonik asit oluşumu.
C02 + H20 → H 2 CO3
Reaksiyondaki ikinci adım: karbonik asit ve kalsiyum karbonat arasındaki reaksiyonla kalsiyum karbonat oluşumu.
H 2 CO 3 + CaCO 3 → Ca (HCO 3 ) 2
5. Azaltma
O2'nin azaltılmış sekonder mineral üretimiyle sonuçlanan bir kaya mineralinden uzaklaştırılması, aynı zamanda kimyasal yıpranma işlemlerinden biridir. İndirgeme tepkimeleri, bu tür ortamlarda düşük veya düşük oksijen seviyelerinin bulunmaması, kaya minerallerinde indirgenme tepkimelerini tetiklediği için su altında kalmış koşullar altında yaygındır. Böyle bir reaksiyonun bir örneği aşağıda verilmiştir:
2Fe2O3 (Hematit) - O2 → 4FeO (Demir oksit)
Kayaçların Kimyasal Ayrışmasının Sonucu
Yukarıdaki işlemlerle kimyasal ayrışma, kayaların kimyasal bileşiminin değiştirilmesine hizmet eder. Ayrıca kayaları daha kırılgan hale getirir veya kaya minerallerini suda daha fazla çözünür hale getirir. Bu nedenle, kayalar bozulmaya başlar ve nihayetinde, aşınan kuvvetlerin kaya parçalarını orijin alanlarından çıkardıkları ve daha fazla bozunma ve ayrışma ile uzak yerlere götürdükleri bir süre içinde daha küçük parçalara parçalanırlar.
