Isomorpher Ersatz

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Isomorpher Ersatz

Beitragvon Beusch_eat_world » Freitag 2. Juli 2010, 12:15

Hallo!

Der isomorphe Ersatz führt zu einer Veränderung des Kristallgitters bei Silikaten. Dabei werden Kationen mit unterschiedlicher Ladung ausgetauscht. In Si-Tetraedern wird das Zentralion durch Al ersetzt. Dadurch ändert sich die Ladung und es entsteht ein negativer Ladungsüberschuss, der durch die Anlagerung von Kationen, wie z.B. Kalium ausgeglichen wird.

Meine Frage ist: Warum passiert das?
Wahrschienlich ist in der Erdkruste, dem Ausgangsgestein, sowohl eine Menge Al, als auch Si vorhanden? Aber warum der Austausch, an was ist er gekoppelt?
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Re: Isomorpher Ersatz

Beitragvon Varus » Freitag 2. Juli 2010, 14:58

Hallo,
solche Formulierungen findet man in Lehrbüchern, die einem die Struktur von Silikaten klar machen wollen. Nimm als Beispiel den Feldspat. Wenn er aus dem Magma auskristallisiert, bildet er sich bei einem ganz bestimmten Verhältnis von K, Al, Si und O. Dann existiert er so. Um jetzt dem Leser die Struktur des Feldspats klar zu machen, geht der Autor meist vom Quarz (SiO2) aus, der beschrieben wird. Ersetzt man dann in der Quarzstruktur einen Teil der Si- durch Al-Atome, dann entstehen Ladungen, die durch Alkali-Atome ausgeglichen werden; auch die Geometrie des Gerüstes verändert sich. Das ist aber nur ein hypothetischer Vorgang im Text des Autors, kein realer! Quarz bleibt Quarz und Feldspat bleibt Feldspat, so lange bis beide verwittern, und das kann lange dauern. Sieh dir nur den Granit an, da ist der Feldspat niemals aus dem Quarz entstanden, beide koexistieren friedlich miteinander.
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Re: Isomorpher Ersatz

Beitragvon Arno » Mittwoch 7. Juli 2010, 21:04

Allgemein versteht man unter i.E.: Ersatz eines Atoms innerhalb eines Moleküls durch ein anderes Atom mit ähnlichem Ionenradius aber möglicherweise unterschiedlicher Wertigkeit.
Bestimmte Elemente reagieren mit anderen leichter, andere schwerer. Als Konsequenz kann es auch bei Allerweltselementen in einer erkaltenden Gesteinsschmelze zu Mangel oder Überschuss einzelner Elemente kommen, so dass die Minerale nicht mehr „optimal“ zusammengesetzt sind. Häufig wird dabei Si durch Al, Al durch Mg, Fe … ersetzt. Da der Ersatz in diesen Beispielen jeweils eine geringere Wertigkeit als das „Original“ besitzt, kommt es zu einem Überschuss an negativer Ladung, der durch die Sorption von Kationen ausgeglichen wird. Ein i.E. kann nicht nur bei der Mineralbildung, sondern auch später bei der Verwitterung vorkommen, wenn bestimmte Elemente durch Hydrolyse und/oder Oxidation aus dem Kristallgitter gelöst und durch andere ersetzt werden.
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