Il suolo: costituenti inorganici Pag. 74-80

I costituenti inorganici Sono essenzialmente dei minerali, ossia composti chimici dotati di una struttura cristallina Vi sono anche, in minore quantità, costituenti inorganici amorfi, cioè privi di una struttura cristallina

I minerali del suolo: i silicati I componenti minerali principali del suolo sono i SILICATI La struttura dei silicati si basa sul tetraedro di Silicio, ossia l’atomo di Silicio si trova al centro di un tetraedro i cui vertici (4) sono costituiti da atomi di Ossigeno. Quarzo, feldspati, pirosseni e anfiboli sono tra i minerali che più spesso compongono la frazione inorganica del suolo (in particolare se questo suolo si è formato a partire da rocce ignee cioè vulcaniche)

IL TETRAEDRO DI SILICIO Legenda: O = ossigeno; Si = Silicio O Si O O O

I silicati: tipologie e struttura

I FILLOSILICATI I Fillosilicati o minerali argillosi sono i silicati che, per ruolo ed abbondanza, vengono considerati i principali silicati costituenti il suolo. La struttura dei Fillosilicati è di tipo laminare (cioè ogni tetraedro condivide 3 dei suoi vertici con altri 3 tetraedri) e, quindi, bidimensionale. Quindi, lo sviluppo dei Fillosilicati su due dimensioni supera notevolmente il loro sviluppo lungo la terza dimensione La loro superficie specifica (cioè la superficie sviluppata da un’unità di massa di suolo), grazie alla struttura laminare, risulta molto elevata.

Struttura dei FILLOSILICATI I Fillosilicati sono formati da un foglio continuo di tetraedri di Si a cui si trova associato un foglio continuo di ottaedri di Al (si tratta di elementi costituiti da un atomo centrale di Al circondato da 6 ossidrili OH-) I due fogli sono denominati TETRAEDRICO (ci sono 4 lati) (quello di Silicio) ed OTTAEDRICO (ci sono 8 lati) (quello di Alluminio). L’unione di un foglio Tetraedrico con uno Ottaedrico dà origine ad un PACCHETTO o STRATO. Nei Fillosilicati più semplici il pacchetto è formato da un foglio tetraedrico e uno ottaedrico e si dice quindi che questi fillosilicati hanno una struttura 1:1 Esistono anche Fillosilicati che sono strutturati con pacchetti del tipo: tetraedrico-ottaedrico-tetraedrico e quindi con struttura 2:1

Le Sostituzioni Isomorfe I Fillosilicati si caratterizzano in base al numero e alla successione dei fogli e anche il base alle cosiddette Sostituzioni Isomorfe. Le Sostituzioni Isomorfe sono: sostituzioni degli atomi di Si del foglio tetraedrico da parte di ioni di Al Oppure, sostituzioni degli atomi di Al del foglio ottaedrico da parte di ioni di Mg e Fe Dato che gli ioni che entrano hanno una carica inferiore rispetto a quelli che sostituiscono (ad es il Mg++ al posto dell’Al+++) si determina uno scompenso di carica per cui i fillosilicati si caricano negativamente Tale carica, inoltre, e tanto maggiore quanto più sono le sostituzioni isomorfe Inoltre, sugli spigoli dei cristalli vi sono gruppi OH che hanno una carica che varia in base al pH del suolo ed è generalmente positiva in ambiente acido. La carica netta di Fillosilicati è in genere NEGATIVA e viene compensata da cationi (K, Ca, Na, NH4+ ecc) presenti nel suolo.

Classi di FILLOSILICATI STRUTTURA CARATTERISTICHE TIPI CAOLINITI 1:1 Superf. Specifica bassa Poche sost. Isomorfe Carica bassa Caolinite, Halloysite, Crisotilo Antigorite ILLITI 2:1 1 FOGLIO OTTAEDRICO CHIUSO TRA DUE FOGLI TETRAEDRICI Le sost. Isomorfe avvengono principalmente nei fogli tetraedrici. La carica viene neutralizzati dai cationi di K presenti nello spazio tra un pacchetto e l’altro. Rappresentano una riserva di K del suolo. Superficie specifica media Carica media SMECTITI Le sostituzioni isomorfe avvengono sia nei fogli tetraedrici che in quello ottaedrico e danno origine a una carica negativa media compensata da cationi posti nello spazio tra un pacchetto e un altro; oltre ai cationi, tra i pacchetti possono entrare delle molecole di acqua che aumentano la distanza tra un pacchetto e l’altro espandendo il fillosilicato: si dice che sono fillosilicati ESPANDIBILI. Superficie specifica elevata Montmorillonite Beidellite Hectorite VERMICULITI Carica negativa più elevata delle smectiti; Superficie specifica elevata e pari a quelle delle smectiti. Anch’esse assorbono acqua ma sono meno espandibili delle smectiti. CLORITI 2:1:1 + UN ALRO FOGLIO OTTAEDRICO DI AL TRA I PACCHETTI 2:1 Superficie specifica media e carica negativa bassa e simile a quella delle caoliniti