Zmiany minerałów zachodzące pod wpływem wody należą do procesów wietrzenia chemicznegowietrzenie chemiczne, dekompozycjawietrzenia chemicznego. Woda, wchodząc w reakcję z minerałami, może prowadzić do: 1) hydratacji i 2) hydrolizy.

1) Hydratacja (uwodnienie) polega na wiązaniu powstałych w wyniku dysocjacji wody kationów wodoru (H+) i anionów wodorotlenkowych (OH-) przez strukturę minerału.

Reakcje hydratacji powodują przemianę minerału bezwodnego w uwodniony oraz słabo uwodnionego – w silnie uwodniony.

R1925lxUOt65u
Hematyt
Źródło: DanielCD~commonswiki, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hematite.jpg, licencja: CC BY 3.0.

Hematyt

  • występowanie: USA, Kanada, Meksyk, Wenezuela, Brazylia, Liberia, Indie, Ukraina, Kazachstan, Australia, Francja;

  • zastosowanie: minerał ten w 70% składa się z żelaza – stanowi rudę żelaza, jest wykorzystywany jako barwnik do farb.

R7DkkE2MVyfTv
Limonit
Źródło: Psax, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Limonite_concretion.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Limonit

  • występowanie: Kongo, Angola, Algieria, Maroko, Wenezuela, Kuba, Niemcy, Hiszpania;

  • zastosowanie: do produkcji betonu, w produkcji pigmentów.

Przykładem hydratacji jest przekształcanie hematytuhematythematytulimonitlimonitlimonit, reakcja ta zachodzi bardzo wolno:

2FeIndeks dolny 2OIndeks dolny 3+ 3HIndeks dolny 2O → 2FeIndeks dolny 2OIndeks dolny 3 Indeks górny . 3HIndeks dolny 2O

hematyt + woda → limonit.

RMIlFKfCcgtju
Anhydryt
Źródło: D. Descouens, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Anhydrite_Arnave.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Anhydryt

  • występowanie: USA, Kanada, Meksyk, Chile, Indie, Rosja, Szwajcaria, Austria, Włochy, Wielka Brytania;

  • zastosowanie: w produkcji cementu, do wyrobu kwasu siarkowego(VI), w produkcji tynków.

R8yV90z37gryi
Gips
Źródło: J. Kruk, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:JKRUK_20110604_MARZECIN_SKALA_GIPS_JASKOLCZE_OGONY_IMG_1331.jpg, licencja: CC BY-SA 2.5.

Gips

  • występowanie: USA, Kanada, Meksyk, Chile, Indie, Rosja, Szwajcaria, Austria, Włochy, Wielka Brytania;

  • zastosowanie: w medycynie – do usztywnienia złamań, do produkcji tynków i zapraw.

Innym przykładem hydratacji jest przekształcanie anhydrytuanhydrytanhydrytugipsgipsgips:

CaSOIndeks dolny 4 + 2HIndeks dolny 2O → CaSOIndeks dolny 4Indeks górny  . Indeks górny koniec 2HIndeks dolny 2O

anhydryt + woda → gips.

Hydratacja łyszczykówłyszczykiłyszczyków prowadzi do wnikania części jonów HIndeks górny + i OHIndeks górny - w przestrzenie międzypakietowe. Skutkiem tego jest rozszerzenie sieci kryształu i zwiększenie jego porowatości, co z kolei przyspiesza inne procesy rozkładu.

2) Uwodnieniu często towarzyszy hydroliza. Hydroliza polega na rozpadzie cząsteczek związku chemicznego pod wpływem kontaktu z wodą lub parą wodną na dwa lub więcej mniej złożonych związków.

Na podstawie przemian skalenia potasowegoskalenie potasoweskalenia potasowego zachodzących w różnych warunkach klimatycznych, przy różnym udziale cząstek wody można prześledzić powstawanie rozmaitych minerałów ilastychminerały ilasteminerałów ilastych, w zależności od udziału potasu w reakcji chemicznej.

W wypadku, gdy cały potas został wymyty do roztworu, powstającym minerałem wtórnym jest kaolinitkaolinitkaolinit. Ten typ wietrzenia dominuje w warunkach klimatu tropikalnego (równikowego).

RSoxlfbz7dY7x
Skalenie potasowe
Źródło: T. Epaminondas, E. Zimbres, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Microcline.jpeg?uselang=es, licencja: CC BY-SA 4.0.

Skalenie potasowe

  • występowanie: Niemcy, Włochy, Polska, USA, Czechy, Szkocja, Finlandia;

  • zastosowanie: do produkcji porcelany i glazury.

REcsBLHGNpsQM
Kaolinit
Źródło: J. St. John, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kaolinite_from_Twiggs_County_in_Georgia_in_USA.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Kaolinit

  • występowanie: Chiny, USA, Niemcy, Czechy, Wielka Brytania, Włochy, Ukraina, Rosja;

  • zastosowanie: przemysł ceramiczny, do produkcji materiałów ogniotrwałych, w medycynie jako masa wypełniająca ubytki (stomatologia), w przemyśle farmaceutycznym jako adsorbent.

RaZaKylQZVV37
Krzemionka
Źródło: LHcheM, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sample_of_silicon_dioxide.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Krzemionka

  • występowanie: USA, Kanada, Brazylia, Urugwaj, Ukraina, Kazachstan, Madagaskar;

  • zastosowanie: przemysł optyczny – do produkcji szkieł i obiektywów, przemysł ceramiczny – produkcja szkła, w budownictwie – do produkcji wełny mineralnej, w jubilerstwie – kamień ozdobny (kwarc).

Rl5e98ygDjvpy
Illit
Źródło: USGS, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Illite.jpg, domena publiczna.

Illit

  • występowanie: Chiny, USA, Rosja, Japonia, Francja, Niemcy;

  • zastosowanie: przemysł ceramiczny – produkcja gliny, w budownictwie – produkcja zaprawy, w przemyśle papierniczym – produkcja papieru.

4K[AlSiIndeks dolny 3OIndeks dolny 8] + 6HIndeks dolny 2O → AlIndeks dolny 4[(OH)Indeks dolny 8SiIndeks dolny 4OIndeks dolny 10] + 8SiOIndeks dolny 2 + 4KOH

skaleń potasowy + woda → kaolinit + krzemionkakrzemionkakrzemionka + wodorotlenek potasu

Jeżeli pewna część potasu nie ulegnie wymyciu i pozostanie w obrębie sieci krystalicznej, powstającym minerałem wtórnym jest illitillitillit. Ten typ wietrzenia dominuje w warunkach klimatu umiarkowanego.

5K[AlSiIndeks dolny 3OIndeks dolny 8] + 4HIndeks dolny 2O → KAlIndeks dolny 4[(OH)Indeks dolny 4AlSiIndeks dolny 7OIndeks dolny 20] + 8SiOIndeks dolny 2 + 4KOH

skaleń potasowy + woda → illit + krzemionka + wodorotlenek potasu

RxWuAjtmlmsOs
Muskowit
Źródło: D. Descouens, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fuchsite-Groix.jpg?uselang=de, licencja: CC BY-SA 4.0.

Muskowit

  • występowanie: Indie, Rosja, Kanada, USA, Brazylia, Madagaskar, Australia, Włochy, Szwajcaria, Niemcy, Austria, Szwecja;

  • zastosowanie: w przemyśle elektronicznym – jako izolator, w ceramice – w produkcji szkła i w przemyśle papierniczym – w produkcji kolorowego papieru.

R1e4qELfcTzYS
Ortoklaz
Źródło: P. Sosnowski, dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ortoklaz_1.jpg, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ortoklaz

  • występowanie: Czechy, Hiszpania, Niemcy, Austria, Włochy, Madagaskar

  • zastosowanie: w przemyśle szklarskim – do produkcji szkła, w ceramice – w produkcji ceramiki, w jubilerstwie – jako kamień ozdobny.

Innym przykładem hydrolizy jest powstawanie muskowituortoklazu:

3K[AlSiIndeks dolny 3OIndeks dolny 8] + HIndeks dolny 2O → KAlIndeks dolny 2(OH)Indeks dolny 2SiIndeks dolny 3OIndeks dolny 10 + 6SiOIndeks dolny 2 + KIndeks dolny 2O

ortoklaz + woda → muskowit + krzemionka + tlenek potasu.

Słownik

anhydryt
anhydryt

(gr. an ‘bez’ i hydro ‘woda’; anhydros ‘bezwodny’, siarczan(VI) wapnia, nazywany czasem „gipsem bez wody”) substancja krystaliczna o barwie niebieskoszarej, rzadziej białej lub kremowej; łatwo wchłania wodę, co powoduje zwiększenie jej objętości o nawet 60%, może przy tym pękać i rozwarstwiać się, wykorzystywany w przemyśle cementowym (tynki, okładziny, posadzki) i do produkcji papieru
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Anhydryt Indeks dolny koniec

gips
gips

(gr. gypsos, łac. gypsum ‘czynność gipsowania’ albo ‘kreda’ lub ‘cement’, uwodniony siarczan(VI) wapnia) minerał bezbarwny lub różnie zabarwiony (biały, szary, różowy, miodowożółty), o szklistym, perłowym lub jedwabistym połysku; tworzy się jako produkt ewaporacji (odparowania) wód słonych jezior lub mórz, powszechny w budownictwie (wykonywanie tynków, ozdobnych detali architektonicznych, ścianek działowych, pustaków gipsowych itp.)
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Gips Indeks dolny koniec

hematyt
hematyt

(gr. haema (haima) ‘krew’; haimatites ‘krwisty’) nazwa pochodzi od czerwonej barwy tego minerału po jego sproszkowaniu – pospolity minerał, tlenek żelaza, wykorzystywany w hutnictwie (do produkcji żelaza i stali) i do produkcji biżuterii
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Hematyt Indeks dolny koniec

illit
illit

minerał z gromady krzemianów, zaliczany do minerałów ilastych; jest minerałem bardzo pospolitym i szeroko rozpowszechnionym na całym świecie; jego nazwa pochodzi od stanu Illinois w Stanach Zjednoczonych, gdzie minerał ten stanowi jeden z głównych składników gleb, wykorzystywany w przemyśle ceramicznym i w budownictwie
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Illit Indeks dolny koniec

kaolinit
kaolinit

bardzo pospolity i szeroko rozpowszechniony minerał z gromady krzemianów, zaliczany do minerałów ilastych; jego nazwa pochodzi od chińskiej miejscowości Gaoling, gdzie znajdują się duże i od dawna znane złoża tego minerału, wykorzystywane m.in. do produkcji porcelany
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Kaolinit Indeks dolny koniec

krzemionka
krzemionka

tlenek krzemu(IV), nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków, w którym krzem występuje na IV stopniu utlenienia, ma szerokie zastosowanie w kosmetyce, w budownictwie oraz w produkcji szkła
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Ditlenek_krzemu Indeks dolny koniec

limonit
limonit

(żelaziak brunatny) bardzo drobnoziarnista lub skrytokrystaliczna mieszanina minerałów (tlenków i wodorotlenków żelaza), kiedyś uważana za odrębny minerał; obecnie uważany za rodzaj skały powstałej w wyniku procesów hydrotermalnych oraz sedymentacyjnych zachodzących w bagnach, w jeziorach, w wodach morskich, wykorzystywany do produkcji nawozów
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Limonit Indeks dolny koniec

łyszczyki
łyszczyki

uwodnione glinokrzemiany potasu i kationów dwu- lub trójwartościowych: glinu, magnezu, żelaza; ich powstanie wymaga obecności pary wodnej, dlatego występują głównie w magmowych skałach głębinowych; najpowszechniejszymi łyszczykami są muskowit i biotyt; wykorzystywane w budownictwie (m.in. w ozdobnych tynkach i produkcji papy)
Indeks dolny Źródło: http://home.agh.edu.pl/%7Ebartus/index.php?action=dydaktyka&subaction=geologia&item=sk_magmowe&target=lyszczyki Indeks dolny koniec

minerały ilaste
minerały ilaste

(gr. ilos ‘błoto’) minerały zbudowane z uwodnionych glinokrzemianów glinu (a także magnezu i żelaza) o charakterystycznej, warstwowej budowie krystalicznej; do minerałów ilastych zaliczane są: kaolinit, talk, montmorillonit, illit, glaukonit, muskowit i smektyt
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Minera%C5%82y_ilaste Indeks dolny koniec

skalenie
skalenie

glinokrzemiany potasu, sodu, wapnia, rzadziej baru; dzielą się na skalenie sodowo‑wapniowe (plagioklazy) i skalenie potasowe
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Skale%C5%84 Indeks dolny koniec

skalenie potasowe
skalenie potasowe

minerały z gromady krzemianów zaliczane do grupy skaleni alkalicznych; skaleniami potasowymi są: ortoklaz, mikroklin i sanidyn, są wykorzystywane w przemyśle ceramicznym
Indeks dolny Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Skalenie_potasowe Indeks dolny koniec

wietrzenie chemiczne, dekompozycja
wietrzenie chemiczne, dekompozycja

procesy chemicznego rozkładu, w trakcie których dochodzi do rozpuszczania i uwalniania składników oraz syntezy nowych minerałów bądź pozostawiania trwałych produktów końcowych rozpadu; wietrzenie chemiczne jest spowodowane procesami rozpuszczania, hydratacji, hydrolizy, utleniania, redukcji i uwęglanowienia (karbonatyzacji), przebiegającymi głównie pod wpływem działania wody, tlenu, dwutlenku węgla, kwasów humusowych i bakterii
Indeks dolny Źródło: pl.wikipedia.org/wiki/Wietrzenie_chemiczne Indeks dolny koniec