ملخص حول التجوية الكيميائية ما المقصود ب التجوية الكيميائية
بحث حول التجوية الكيميائية
التجوية الكيميائية : Chemical Weathering
مرحبا اعزائي الزوار في موقع لمحة معرفة lmaerifas. المتفوق والمتميز بمعلوماته الصحيحة من شتى المجالات العلمية والتعليمية والثقافية والاخبارية يسرنا بزيارتكم في موقعنا لمحة معرفة أن نقدم لكم ما تبحثون عنه من المعلومات من مصدرها الصحيح وهي الإجابة على سؤالكم الذي يقول.......ملخص حول التجوية الكيميائية ما المقصود ب التجوية الكيميائية
وتكون إجابتكم المطلوبة هي كالتالي
ملخص حول التجوية الكيميائية ما المقصود ب التجوية الكيميائية
وتشتمل على عمليات معقدة والتى تغير محتوى الصخر و تركيبه المعدنى، وهنا إما أن يتبدل المحتوى المعدنى لتتكون معادن جديدة أو تتبدد فى البيئة المحيطة، وفى أثناء هذا التحول تتحلل الصخور الأصلية إلى المواد التى تستقر على السطح، وتعتبر المياه أهم عامل فى التجوية الكيميائية، وإن كانت المياه النقية فقط مذيب جيد فإنه يزيد النشاط الكيميائى بواسطة محاليل التجوية إذا أضيفت مادة ذائبة صغيرة إلى المياه، وتتمثل التجوية الكيميائية فى: الإذابة ، الأكسدة ، التموء ، التحلل المائى.
أ – الإذابة : Dissotution
ربما تعتبر الإذابة أسهل نمط للتحلل، وتذوب بعض المعادن فى الماء كما يذوب السكر فيه، وأهم هذه المعادن القابلة للذوبان فى الماء الهاليت، والذى يتركب من أيونات الصوديوم والكلوريد، ويذوب الهاليت فى الماء لأن الأيونات المنفردة تحمل شحنات، وعلاوة على ذلك فأن جزيئات المياه قطب حيث يملك طرفى جزئى الأكسوجين شحنة سالبة صغيرة جداً، بينما يملك طرف جزئى الهيدروجين شحنة موجبة صغيرة، ولأن جزيئات الماء عندما تلامس الهاليت فإن طرفها السالب يقترب من أيونات الصوديوم، بينما تتجمع أطرافها الموجبة مع أيونات الكلوريد، هذا يمزق القوى الجاذبة فى بلورة الهاليت وتنطلق الأيونات فى محلول الماء.
ومع أن معظم المعادن لا تذوب فى الماء النقى، فإن وجود حتى كمية صغيرة من الحمض يزيد قوة الماء في تجوية الصخور (يحتوى المحلول الحمضى أيون الهيدروجين المتفاعلH +)، ويتكون الحمض فى الطبيعة بعدة عمليات؛ كمثال أن ينتج حمض الكربونيك عندما يذوب ثانى أكسيد الكربون فى الغلاف الجوى فى قطرات المطر. وبينما ينفذ ماء المطر الحمضى إلى الأرض يزيد ثانى أكسيد الكربون الوجود فى التربة حمضية محلول التجوية، وتنطلق أيضاً أحماض عضوية متنوعة إلى التربة لأن الأحماض العضوية وحمض الكبرينيك تنتج بواسطة تجوية البيريت ومعادن الكبريتيد الأخرى.
بصرف النظر عن مصدر الحمض، فإن هذه المادة شديدة التفاعل تحلل معظم الصخور وينتج عنها نواتج محددة والتى تزيد تكوين محلول مائى حمضي؛ كمثال معدن الكالسيت Ca Co3 الذى يكون أحجار البناء الشائعة الرخام Marble والحجر الرملى Limestone ويهاجمه المحلول الحمضى الضعيف، وأثناء هذه العملية تنتقل كربونات الكالسيوم اللاذائبة إلى نواتج ذائبة فى الطبيعة، وكانت تستغرق هذه العملية فترات تزيد عن آلاف السنين، تذاب كميات ضخمة من الحجر الجيرى وتُحمل بعيداً مع المياه الجوفية، مما يؤدى إلى تخفيض مستوى سطح الأرض، وربما تنشأ كهوف فى صخور الحجر الجيرى.
ب – الأكسدة : Oxidation
يرى كل منا الأشياء الصلبة والحديدية التى تصدأ عندما تتعرض للماء، ويمكن أن يحدث نفس الشىء للمعادن الغنية بالحديد، وتحدث عملية الصدأ عندما يتحد الأكسوجين مع الحديد ليكونا أكسيد الحديد على النحو التالى :
الحديد 4 fe + الأكسوجين 3 o 2 أكسيد حديد (هيماتيت) 2 fe2 o3
يسمى هذا النمط من التفاعل الأكسدة، والذى يحدث عندما تفقد الإلكترونات من عنصر واحد أثناء التفاعل، وفى هذه الحالة يفقد الحديد الإلكترونات لحساب الأكسوجين عند أكسدته. ومع أن أكسدة الحديد تحدث ببطء شديد جداً فى البيئات الجافة، وتزيد المياه التفاعل بدرجة كبيرة وهذا ما يحدث في المناطق الرطبة.
إن الأكسدة هامة فى تحلل معادن مثل الحديد الماغنسيومى مثل الأولفين Olivine، البيروكسين Pyroxene والهورنبلند Hornblende، يتحد الأكسوجين مع الحديد فى هذه المعادن ليكون أكسيد حديد بنى محمر، ويسمى الهيماتيت Hematite، وفى حالات أخرى يكون الصدأ مصفراً ويسمى ليمونيت Limonite، إن هذه النواتج مسئولة عن لون الصدأ على سطح الصخور النارية الداكنة مثل البازلت عندما تصيب التجوية هذه الصخور، وعلى أية حال يمكن أن تبدأ عملية الأكسدة بعد أن يطلق الحديد مركب السيليكات عن طريق عملية التميؤ.
وتحدث الأكسدة بطريقة آخري وذلك عندما تتحلل معادن الكبريتيد مثل البيريت، وأن معادن الكبريتيد تمثل المحتوى الأعظم فى كثير من الخامات المعدنية، وأن البيريت يرتبط بإرسابات الفحم أيضاً فى البيئات الرطبة، وفي هذه العملية يتخلى البيريت (FeS 2) ـ وفى أثناء التجوية الكيميائية ـ عن حمض الكبريتيك (H2SO4) وأكسيد الحديد (FeO).
وفى كثير من مواقع التعدين تخلق عملية التجوية هذه خطراً بيئياً شديداً؛ خصوصاً فى المناطق الرطبة، حيث تتم إزالة المواد المتخلفة بعد عملية التعدين، وتسمى هذه العملية حمض التعدين، حيث تُحمل المواد المتخلفة إلى المجارى المائية وتُقتل الأحياء المائية العضوية.
جـ ـ التموء:Hydration
وهى اتحاد بعض العناصر المعدنية مع الماء لتكون ما يسمى بالمعادن المائية، وفى هذه العملية يحدث جبس.
.Co SO4 + 2H2o CaSO4+2h2O
أما فى حالة السليكات ومعادن الأكاسيد، فتتحول نتيجة عملية التموء إلى سيليكات أو أكاسيد مائية، وفى حالة السيليكات عادة ما نجد أن عملية التموء يصاحبها تحلل مائى، ومن أمثلة هذا التموء ما يتم من تحول أكاسيد الحديد إلى هيدروكسيد الحديد Iron Hydroxide، وما يعنينا من كل ما سبق هو التعرف على أن المعادن المتمؤة عادة ما تكون أقل مقاومة لعمليات التعرية من المعادن الأصلية غير المتموئة .
د – التحلل المائى : Hydrolysis
إن السيليكات Silicates هى أعظم مجموعة معادن شائعة، وقد تحللت أولياً بواسطة عملية التحلل المائى الذى تتحد فيه أى مادة بالماء، والذى يحدث فى مياه نقية؛ حيث تتفكك بعض جزيئات الماء لتكون هيدروجين متفاعل جداً وأيونات الهيدروكسيل، وعند ذلك يهاجم أيون الهيدروجين ويحل محل أيونات أخرى موجبة موجودة فى شبكية البلورة، أي أن أيونات الهيدروجين تدخل إلى التركيب البللورى للصخور لتكون نوع آخر منها، ويتم تدمير التنظيم الأول للذرات ويتحلل المعدن.
فى الطبيعة عادة تحتوى المياه على مواد أخرى والتى تشارط فى أيونات الهيدروجين الإضافية، ومن أكثر هذه المواد شيوعاً ثانى أكسيد الكربون، الذى يذوب فى الماء ليكون حمض الكربونيك، ويذيب المطر ثانى أكسيد الكربون من الغلاف الجوى، وتزداد هذه الكمية مع إضافة المادة العضوية المتحللة فى التربة، ويتأين حمض الكربونيك فى الماء ليكون أيونات الهيدروجين وأيونات البيكربونات؛ فمثلاً عند تحلل الجرانيت ـ والذى يتكون من الكوارتز والفلسبار البوتاسيومى ـ عن طريق التحلل المائى، يحدث التحلل لمعدن الفلسبار البوتاسيومى على النحو التالى:
فلسبار بوتاسيمى + حمض كربونيك + ماء كاولينيت + أيون بوتاسيوم + بيكربونات + سيليكا.
فى هذا التفاعل تحل أيونات الهيدروجين محل أيونات البوتاسيوم فى مركب الفلسبار وعند ذلك يمزق شبكة البلورات، وينزع البوتاسيوم ليصبح نترات للنباتات أو يصبح محلول ملحى بيكربونات البوتاسيوم، والذى ربما أن يندمج فى معادن أخرى أو يُحمل إلى المحيط، وأكثر معدن ناتج عن تحلل الفلسبار البوتاسيومى هو معدن الكاولينيت الصلصالى، ومن ثم تصبح معادن الصلصال هى آخر نواتج التجوية، وتمثل أعلى نسبة للمعادن غير العضوية فى التربة، ولذلك تمثل أعلى نسبة فى الصخور الرسوبية خاصة الطفل.
وأثناء تحلل الفلسبار البوتاسيومى وتكون معادن الصلصال يتم انتزاع بعض السيليكات من مركب الفلسبار وتُنقل بعيداً بواسطة المياه الجوفية، هذه السيليكا الذائبة سوف تترسب لتكون عقد الصوان، وسوف تملىء الفراغات المسامية بين حبيبات الصخور المسامية، أو سوف تُنقل إلى المحيطات حيث ستقوم الحيوانات المكرسكوبية بانتزاعها من الماء لتبنى بها محاراتها السيليكة الصلبة، أى أنه عند تحلل الفلسبار البوتاسيومى تنتج ثلاثة نواتج هى كمية قليلة من معدن الصلصال، ومحلول ملحى ( بيكربونات البوتاسيوم ) وبعض السيليكا التى تدخل فى المحلول.
بينما الكوارتز المركب الثانى فى الجرانيت فإنه مقاوم جداً لعمليات التجوية الكيميائية، ويبقى كمادة صلبة لا تستطيع المحاليل الضعيفة أن تحلله، ويبقى بعضه فى التربة بينما يُحمل معظمه إلى البحار والمحيطات والبحيرات الذى تتكون منه معظم محتويات البلاجات الرملية والكثبان الرملية الساحلية، وإذا تم ترسبها تكون الحجر الرملى Sandstone .