ক্লে খনিজ: শ্রেণীবিভাগ, রচনা, বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ

2024 লেখক: Henry Conors | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-02-12 04:14

কাদামাটির খনিজগুলি জলীয় অ্যালুমিনিয়াম ফাইলোসিলিকেট, কখনও কখনও লোহা, ম্যাগনেসিয়াম, ক্ষার এবং ক্ষারীয় মাটির ধাতুর বিভিন্ন অমেধ্য সহ এবং কিছু গ্রহের পৃষ্ঠে বা তার কাছাকাছি পাওয়া যায়।

এগুলি জলের উপস্থিতিতে তৈরি হয়, এবং একসময় জীবনের উত্থানের জন্য গুরুত্বপূর্ণ ছিল, এই কারণেই অ্যাবায়োজেনেসিসের অনেক তত্ত্ব এগুলিকে এই প্রক্রিয়াতে অন্তর্ভুক্ত করে। এগুলি মাটির গুরুত্বপূর্ণ উপাদান এবং প্রাচীনকাল থেকেই কৃষি ও উৎপাদনে মানুষের জন্য উপকারী।

শিক্ষা

মাটিগুলি মাইকাসের মতো সমতল ষড়ভুজাকার শীট তৈরি করে। কাদামাটি খনিজগুলি হল সাধারণ আবহাওয়ার পণ্য (ফেল্ডস্পার আবহাওয়া সহ) এবং হাইড্রোথার্মাল পরিবর্তনের নিম্ন তাপমাত্রার পণ্য। এগুলি মাটিতে খুব সাধারণ, সূক্ষ্ম দানাদার পাললিক শিলা যেমন শেল, কাদাপাথর এবং পলিপাথর, সেইসাথে সূক্ষ্ম-দানাযুক্ত রূপান্তরিত শেল এবং ফিলাইটে।

বৈশিষ্ট্য

কাদামাটির খনিজগুলি সাধারণত (তবে অগত্যা নয়) আকারে অতি সূক্ষ্ম হয়। স্ট্যান্ডার্ড কণার আকার শ্রেণীবিভাগে এগুলিকে সাধারণত 2 মাইক্রোমিটারের কম বলে মনে করা হয়, তাই তাদের সনাক্ত করতে এবং অধ্যয়ন করার জন্য বিশেষ বিশ্লেষণাত্মক কৌশলগুলির প্রয়োজন হতে পারে। এর মধ্যে রয়েছে এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন, ইলেক্ট্রন ডিফ্র্যাকশন কৌশল, বিভিন্ন বর্ণালী পদ্ধতি যেমন Mössbauer স্পেকট্রোস্কোপি, ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি, রমন বর্ণালী এবং SEM-EDS, বা স্বয়ংক্রিয় খনিজবিদ্যা প্রক্রিয়া। এই পদ্ধতিগুলি পোলারাইজড লাইট মাইক্রোস্কোপি দ্বারা সম্পূরক হতে পারে, একটি ঐতিহ্যগত কৌশল যা মৌলিক ঘটনা বা পেট্রোলজিক্যাল সম্পর্ক স্থাপন করে৷

ডিস্ট্রিবিউশন

পানির প্রয়োজনীয়তার প্রেক্ষিতে, সৌরজগতে মাটির খনিজগুলি তুলনামূলকভাবে বিরল, যদিও তারা পৃথিবীতে বিস্তৃত, যেখানে জল অন্যান্য খনিজ এবং জৈব পদার্থের সাথে যোগাযোগ করে। মঙ্গল গ্রহের বেশ কিছু জায়গায়ও তাদের পাওয়া গেছে। স্পেকট্রোগ্রাফি বামন গ্রহ সেরেস এবং টেম্পেল 1 এবং বৃহস্পতির চাঁদ ইউরোপা সহ গ্রহাণু এবং প্ল্যানেটয়েডগুলিতে তাদের উপস্থিতি নিশ্চিত করেছে৷

শ্রেণীবিভাগ

প্রধান কাদামাটি খনিজগুলি নিম্নলিখিত ক্লাস্টারে অন্তর্ভুক্ত:

• Kaoline গোষ্ঠী, যার মধ্যে রয়েছে খনিজগুলি kaolinite, dickite, halloysite এবং nakrite (Al2Si2O5 (OH) 4 এর বহুরূপী)। কাঠামোগত সাদৃশ্যের কারণে কিছু উত্সের মধ্যে কাওলিনাইট-সর্পেন্টাইন গ্রুপ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে (বেইলি1980)।
• Smectite গ্রুপ, যার মধ্যে রয়েছে মন্টমোরিলোনাইট, ননট্রোনাইট এবং বেইডেলাইট এবং ট্রায়োকটাহেড্রাল স্মেক্টাইট যেমন স্যাপোনাইট। 2013 সালে, কিউরিওসিটি রোভারের বিশ্লেষণাত্মক পরীক্ষায় মঙ্গল গ্রহে স্মেক্টাইট কাদামাটির খনিজগুলির উপস্থিতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ফলাফল পাওয়া গেছে৷
• ইলাইট গ্রুপ, যার মধ্যে ক্লে মাইকাস রয়েছে। Illite এই গ্রুপের একমাত্র সাধারণ খনিজ।
• ক্লোরাইট গ্রুপে উল্লেখযোগ্য রাসায়নিক বৈচিত্র সহ অনুরূপ খনিজগুলির বিস্তৃত পরিসর রয়েছে।

অন্যান্য প্রজাতি

এই খনিজগুলির অন্যান্য প্রকার রয়েছে যেমন সেপিওলাইট বা অ্যাটাপুলগাইট, কাদামাটি যার অভ্যন্তরীণ কাঠামোর মধ্যে দীর্ঘ জলের চ্যানেল রয়েছে। মিশ্র স্তরের কাদামাটির বৈচিত্রগুলি উপরে উল্লিখিত বেশিরভাগ গোষ্ঠীর জন্য প্রাসঙ্গিক। অর্ডারিংকে এলোমেলো বা নিয়মিত অর্ডার হিসাবে বর্ণনা করা হয় এবং আরও বর্ণনা করা হয় "রিখওয়েট" শব্দ দ্বারা, যার অর্থ জার্মান ভাষায় "পরিসীমা" বা "কভারেজ"। সাহিত্য নিবন্ধগুলি উল্লেখ করে, উদাহরণস্বরূপ, অর্ডার করা illite-smectite R1 কে। এই ধরনের ISISIS বিভাগে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে. অন্যদিকে, R0 একটি এলোমেলো ক্রম বর্ণনা করে। এগুলি ছাড়াও, আপনি অন্যান্য বর্ধিত অর্ডারের প্রকারগুলিও খুঁজে পেতে পারেন (R3, ইত্যাদি)৷ মিশ্র স্তর কাদামাটি খনিজ, যা R1 এর নিখুঁত ধরনের, প্রায়শই তাদের নিজস্ব নাম পায়। R1-অর্ডার করা ক্লোরাইট-smectite corrensite, R1 - illite-smectite - rectorite নামে পরিচিত।

অধ্যয়নের ইতিহাস

মাটির প্রকৃতির জ্ঞান, আরও বোধগম্য হয়ে উঠল1930 এর দশকে কাদামাটির কণার আণবিক প্রকৃতি বিশ্লেষণের জন্য প্রয়োজনীয় এক্স-রে বিচ্ছুরণ প্রযুক্তির বিকাশের সাথে। এই সময়ের মধ্যে পরিভাষার প্রমিতকরণও আবির্ভূত হয়েছিল, অনুরূপ শব্দগুলির প্রতি বিশেষ মনোযোগ দিয়ে যা পাতা এবং সমতলের মতো বিভ্রান্তির কারণ হয়েছিল।

সমস্ত ফিলোসিলিকেটের মতো, কাদামাটি খনিজগুলি SiO4 কোণার টেট্রাহেড্রা এবং/অথবা AlO4 অক্টাহেড্রার দ্বি-মাত্রিক শীট দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। শীট ব্লকের একটি রাসায়নিক গঠন (আল, সি) 3O4 আছে। প্রতিটি সিলিকন টেট্রাহেড্রন তার শীর্ষস্থানীয় অক্সিজেন পরমাণুর 3টি অন্যান্য টেট্রাহেড্রার সাথে ভাগ করে, যা দুটি মাত্রায় একটি ষড়ভুজ জালি তৈরি করে। চতুর্থ শীর্ষবিন্দুটি অন্য টেট্রাহেড্রনের সাথে ভাগ করা হয় না এবং সমস্ত টেট্রাহেড্রন একই দিকে "বিন্দু"। সমস্ত অবিভক্ত শীর্ষবিন্দু পত্রকের একই পাশে রয়েছে৷

গঠন

মাটির মধ্যে, টেট্রাহেড্রাল শীটগুলি সর্বদা অষ্টহেড্রাল শীটের সাথে আবদ্ধ থাকে, যা অ্যালুমিনিয়াম বা ম্যাগনেসিয়ামের মতো ছোট ক্যাটেশন থেকে গঠিত হয় এবং ছয়টি অক্সিজেন পরমাণু দ্বারা সমন্বিত হয়। টেট্রাহেড্রাল শীটের একক শীর্ষবিন্দুও অষ্টহেড্রালের এক পাশের অংশ গঠন করে, তবে অতিরিক্ত অক্সিজেন পরমাণু ছয়টি টেট্রাহেড্রালের কেন্দ্রে টেট্রাহেড্রাল শীটের ফাঁকের উপরে অবস্থিত। এই অক্সিজেন পরমাণু হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে আবদ্ধ থাকে যা মাটির কাঠামোতে OH গ্রুপ গঠন করে।

টেট্রাহেড্রাল এবং অষ্টহেড্রাল শীটগুলিকে কীভাবে স্তরগুলিতে প্যাক করা হয় সে অনুসারে কাদামাটি শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। যদি প্রতিটি স্তরে শুধুমাত্র একটি টেট্রাহেড্রাল এবং একটি অষ্টহেড্রাল গ্রুপ থাকে, তাহলে এটি 1:1 বিভাগের অন্তর্গত। 2:1 কাদামাটি নামে পরিচিত একটি বিকল্পের সাথে দুটি টেট্রাহেড্রাল শীট রয়েছেতাদের প্রত্যেকের অবিভক্ত শীর্ষবিন্দু, একে অপরের দিকে নির্দেশিত এবং অষ্টভুজাকার শীটের প্রতিটি পাশে গঠন করে।

টেট্রাহেড্রাল এবং অষ্টহেড্রাল শীটগুলির মধ্যে সংযোগের জন্য টেট্রাহেড্রাল শীটটিকে ঢেউতোলা বা পাকানো প্রয়োজন, যার ফলে ষড়ভুজ ম্যাট্রিক্সের দ্বিমুখী বিকৃতি ঘটে এবং অষ্টহেড্রাল শীট সমতল হয়। এটি ক্রিস্টালাইটের সামগ্রিক ভ্যালেন্স বিকৃতিকে কমিয়ে দেয়।

টেট্রাহেড্রাল এবং অষ্টহেড্রাল শীটগুলির গঠনের উপর নির্ভর করে, স্তরটিতে কোনও চার্জ থাকবে না বা একটি ঋণাত্মক থাকবে। যদি স্তরগুলি চার্জ করা হয়, এই চার্জটি ইন্টারলেয়ার ক্যাটেশন যেমন Na+ বা K+ দ্বারা ভারসাম্যপূর্ণ। প্রতিটি ক্ষেত্রে, মধ্যবর্তী স্তরেও জল থাকতে পারে। স্ফটিক কাঠামোটি অন্যান্য স্তরগুলির মধ্যে অবস্থিত স্তরগুলির স্তুপ থেকে গঠিত হয়৷

ক্লে কেমিস্ট্রি

কারণ বেশিরভাগ কাদামাটি খনিজ থেকে তৈরি হয়, তাদের উচ্চ জৈব সামঞ্জস্যপূর্ণতা এবং আকর্ষণীয় জৈবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এর ডিস্কের আকৃতি এবং চার্জযুক্ত পৃষ্ঠের কারণে, কাদামাটি প্রোটিন, পলিমার, ডিএনএ ইত্যাদির মতো বিস্তৃত ম্যাক্রোমোলিকিউলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে। কাদামাটির জন্য কিছু অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে রয়েছে ওষুধ সরবরাহ, টিস্যু ইঞ্জিনিয়ারিং এবং বায়োপ্রিন্টিং।

ক্লে কেমিস্ট্রি হল রসায়নের একটি ফলিত শৃঙ্খলা যা কাদামাটির রাসায়নিক গঠন, বৈশিষ্ট্য এবং প্রতিক্রিয়া, সেইসাথে মাটির খনিজগুলির গঠন এবং বৈশিষ্ট্যগুলি অধ্যয়ন করে। এটি একটি আন্তঃবিভাগীয় ক্ষেত্র, যা অজৈব এবং কাঠামোগত ধারণা এবং জ্ঞানকে অন্তর্ভুক্ত করে।রসায়ন, ভৌত রসায়ন, পদার্থের রসায়ন, বিশ্লেষণাত্মক রসায়ন, জৈব রসায়ন, খনিজবিদ্যা, ভূতত্ত্ব এবং অন্যান্য।

কাদামাটির রসায়ন (এবং পদার্থবিদ্যা) এবং কাদামাটির খনিজ গঠনের অধ্যয়ন অত্যন্ত একাডেমিক এবং শিল্পগত গুরুত্বের, কারণ এগুলি কাঁচামাল (সিরামিক, ইত্যাদি) হিসাবে ব্যবহৃত সর্বাধিক ব্যবহৃত শিল্প খনিজগুলির মধ্যে একটি।, শোষণকারী, অনুঘটক ইত্যাদি।

বিজ্ঞানের গুরুত্ব

মাটির কাদামাটি খনিজগুলির অনন্য বৈশিষ্ট্য, যেমন ন্যানোমিটার স্কেলের স্তরযুক্ত কাঠামো, স্থির এবং বিনিময়যোগ্য চার্জের উপস্থিতি, (ইন্টারক্যালেট) অণু শোষণ এবং ধরে রাখার ক্ষমতা, স্থিতিশীল কলয়েডাল বিচ্ছুরণ গঠনের ক্ষমতা, পৃথক পৃষ্ঠ পরিবর্তন এবং আন্তঃস্তর রাসায়নিক পরিবর্তনের সম্ভাবনা, এবং অন্যরা মাটির রসায়নের অধ্যয়নকে অধ্যয়নের একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং অত্যন্ত বৈচিত্র্যময় ক্ষেত্র করে তোলে৷

জ্ঞানের বিভিন্ন ক্ষেত্র মাটির খনিজ পদার্থের ভৌত রাসায়নিক আচরণ দ্বারা প্রভাবিত হয়, পরিবেশ বিজ্ঞান থেকে রাসায়নিক প্রকৌশল, সিরামিক থেকে পারমাণবিক বর্জ্য ব্যবস্থাপনা পর্যন্ত।

তাদের ক্যাটেশন বিনিময় ক্ষমতা (CEC) মাটিতে সর্বাধিক প্রচুর পরিমাণে ক্যাশন (Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+) এবং pH নিয়ন্ত্রণের ভারসাম্য বজায় রাখার ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা সরাসরি মাটির উর্বরতাকে প্রভাবিত করে। কাদামাটি (এবং খনিজ পদার্থ) অধ্যয়ন Ca2+ এর সাথে মোকাবিলায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, যা সাধারণত স্থল (নদীর জল) থেকে সমুদ্রে আসে। খনিজগুলির রচনা এবং বিষয়বস্তু পরিবর্তন এবং নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা বিকাশের একটি মূল্যবান হাতিয়ার সরবরাহ করেবিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন সহ নির্বাচনী শোষণকারী, যেমন, দূষিত জলের জন্য রাসায়নিক সেন্সর বা ক্লিনিং এজেন্ট তৈরি করা। মাটির খনিজ গোষ্ঠীর শ্রেণীবিভাগেও এই বিজ্ঞান একটি বিশাল ভূমিকা পালন করে৷