56
Sastav i procesi u litosferi Univerzitet u Nišu Univerzitet u Nišu Prirodno Prirodno-matematički fakultet matematički fakultet Treće predavanje Treće predavanje 1 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Sastav i procesi u litosferi

Univerzitet u NišuUniverzitet u NišuPrirodnoPrirodno--matematički fakultetmatematički fakultet

Treće predavanjeTreće predavanje

1 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 2: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Sadržaj 3. predavanja Struktura litosfere. Sastav Zemljine kore. Minerali i stene u sastavu Zemljine kore (fizičke i hemijske

osobine; struktura). Degradacija stena i minerala

Struktura litosfere. Sastav Zemljine kore. Minerali i stene u sastavu Zemljine kore (fizičke i hemijske

osobine; struktura). Degradacija stena i minerala

2 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 3: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

LITOSFERALitos – kamen, sfera – lopta

Litosfera je spoljašnji kameni omotač Zemlje.Prosečna deblijna litosfere je 40-60 km.

KORA + OMOTAČ + JEZGRO

LITOSFERALitos – kamen, sfera – lopta

Litosfera je spoljašnji kameni omotač Zemlje.Prosečna deblijna litosfere je 40-60 km.

KORA + OMOTAČ + JEZGRO

3 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 4: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Kora0 do 40 km

0°CGornji omotačdo 670 km

1,000°C

Donji omotač670 do 2,890 km

2,000°C

Radijus = 6 370 kmDijametar = 12 740 km

KORA + OMOTAČ + JEZGRO

Konradov disk.Moho disk.Mintropdisk.

Spoljašnje jezgro2,890 do 5,150 km

3,700°C

Unutrašnje jezgro5,150 do 6,370 km

4,300°C

Donji omotač670 do 2,890 km

2,000°C

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)4

Mintropdisk.

Page 5: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)5

Page 6: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Kakav je sastav Zemljine kore?

6 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 7: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Mg

Na

OSiAl

ElementarniElementarni sastavsastav ZemljineZemljine korekoreU njen sastav ulaze svi u prirodi poznati hemijski elementi.U njen sastav ulaze svi u prirodi poznati hemijski elementi.Elementi nisu ravnomerno rasporeElementi nisu ravnomerno raspoređđeni.eni.

Samo osam elemenata čini oko 98% Zemljine kore!

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)7

Mg

NaK

OSiAlFeCa

Page 8: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

75% celokupnog sastavaZemljine kore čine kiseoniki silicijum.

KiseonikKiseonik 49.149.1SilicijumSilicijum 26.026.0AluminijumAluminijum 7.47.4GvožđeGvožđe 4.24.2KalcijumKalcijum 3.33.3KalcijumKalcijum 3.33.3NatrijumNatrijum 2.42.4MagnezijumMagnezijum 2.32.3KalijumKalijum 2.32.3

98.0098.00

8 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 9: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Minerali su prirodna tela, sastavljena od jednog ili više elemenata,imaju stalan hemijski sastav i određena fizička svojstva.

Minerali su homogena tela, za razliku od stena.

Minerali mogu nastati: kristalizacijom magme, sublimacijom gasova i para, taloženjem iz vrelih ili hladnih rastvora, metamorfnim putem, hemijskim raspadanjem primarnih minerala.

Minerali su prirodna tela, sastavljena od jednog ili više elemenata,imaju stalan hemijski sastav i određena fizička svojstva.

Minerali su homogena tela, za razliku od stena.

Minerali mogu nastati: kristalizacijom magme, sublimacijom gasova i para, taloženjem iz vrelih ili hladnih rastvora, metamorfnim putem, hemijskim raspadanjem primarnih minerala.

9 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 10: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Minerali nastali kristalizacijom magme nazivaju se primarniminerali

Hemijskim raspadanjem primarnih minerala stvaraju sesekundarni minerali

Kristalni minerali/amorfni minerali

Minerali nastali kristalizacijom magme nazivaju se primarniminerali

Hemijskim raspadanjem primarnih minerala stvaraju sesekundarni minerali

Kristalni minerali/amorfni minerali

10 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 11: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Fizička svojstva minerala Boja Tvrdoća Cepljivost Specifična masa - gustina Sjaj, ogreb, providnost

Kakve će se promene desiti na nekomKakve će se promene desiti na nekommineralu tokom površinske degradacijemineralu tokom površinske degradacije

zavisi od njegovih fizičkih i hemijskihzavisi od njegovih fizičkih i hemijskihsvojstava.svojstava.

Boja Tvrdoća Cepljivost Specifična masa - gustina Sjaj, ogreb, providnost

11 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 12: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Zavisi od hemijskog sastavaZavisi od hemijskog sastavaUtiUtičče na raspadanje stena i mineralae na raspadanje stena i minerala

Boja mineralaBoja minerala

Kvarc (SiO2) sepojavljuje u više boja.

Hemija životne sredine (T. Anđelković)12

Kvarc (SiO2) sepojavljuje u više boja.

Page 13: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Tvrdoća minerala

Tvrdoća minerala je otpornost prema grebanju. Kod amorfnih minerala kohezija je ista u svim pravcima, pa im je tvrdoća

svuda jednaka. Kod kristala kohezija nije ista u svim pravcima. Određuje se upoređivanjem tvrdoće standardom iz Mosove skale.

Hemija životne sredine (T. Anđelković) 13

Page 14: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Cepljivost minerala je sposobnost nekih minerala dase pod pritiskom ili udarom razdvajaju po ravnimpovršinama u manje delove istog oblika

Cepljivost mineralaCepljivost minerala

14 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 15: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Specifična masa- gustina

15 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 16: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hemijski sastav minerala Pored glavnih elemenata, postoje i sporedni elementi, kao

primese, ali oni ne menjaju glavna svojstva minerala, većutiču na boju. Ako su izgrađeni samo od jednog elementa, onda su to prosti

minerali (dijamant, grafit, zlato, platina ...) Ako su izgrađeni od 2, 3 ili više elemenata onda su to složeni

minerali

Pored glavnih elemenata, postoje i sporedni elementi, kaoprimese, ali oni ne menjaju glavna svojstva minerala, većutiču na boju. Ako su izgrađeni samo od jednog elementa, onda su to prosti

minerali (dijamant, grafit, zlato, platina ...) Ako su izgrađeni od 2, 3 ili više elemenata onda su to složeni

minerali

16 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 17: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Petrografski sastav Zemljine koreStene su agregati minerala koji izgrađuju litosferu.Proste stene/složene stene.Prosta stena mermer sadrži mineral kalcit.Složene stena granit sadrži minerale ortoklas, liskun, kvarc i dr.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)17

Sedimentnestene

Metamorfnestene

Magmatskestene

Prema načinu nastanka sve stene se dele u tri velike grupe:

Page 18: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Podela minerala Silikati Primarni anhidridni silikati

feldspatipirokseniamfiboliolivini

Primarni sa konstituc. vodomliskuni

Sekundarni hidratisaniserpentinminerali gline

Ostali minerali Oksidi

kvarc, magnetit, hematit

Hidratisani oksidiopal, limonit, boksit

Karbonatikalcit, magnezit, dolomit

Sulfatigips, anhidrit

Fosfatiapatit, fosforit

Hloridihalit

Silikati Primarni anhidridni silikati

feldspatipirokseniamfiboliolivini

Primarni sa konstituc. vodomliskuni

Sekundarni hidratisaniserpentinminerali gline

Ostali minerali Oksidi

kvarc, magnetit, hematit

Hidratisani oksidiopal, limonit, boksit

Karbonatikalcit, magnezit, dolomit

Sulfatigips, anhidrit

Fosfatiapatit, fosforit

Hloridihalit18 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 19: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Raspadanje stena i minerala

Degradacija,alteracija,preobražavanje ilipovršinsko raspadanje stena iminerala

Magmatskestene

Sedimentnestene

Degradacija,alteracija,preobražavanje ilipovršinsko raspadanje stena iminerala Metamorfne

steneMagma

Ciklus transformacije stena19 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 20: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

P: Zašto se stene i minerali raspadaju?O: Stene i minerali su nastali u drugačijim uslovima u

poređenju sa uslovima koji vladaju na površini Zemljinekore - egzogeni uslovi.

detritacija ili regolitizacija

Stvara se detritus ili regolit, raspadnut stenovit materijal uvidu komadića. Od ovog regolita nastaje zemljište. Ovajproces je važan sa ekološkog aspekta zbog mobilizacije iprenosa štetnih materija, koje se tokom degradiranjaoslobađaju.

P: Zašto se stene i minerali raspadaju?O: Stene i minerali su nastali u drugačijim uslovima u

poređenju sa uslovima koji vladaju na površini Zemljinekore - egzogeni uslovi.

detritacija ili regolitizacija

Stvara se detritus ili regolit, raspadnut stenovit materijal uvidu komadića. Od ovog regolita nastaje zemljište. Ovajproces je važan sa ekološkog aspekta zbog mobilizacije iprenosa štetnih materija, koje se tokom degradiranjaoslobađaju.

20 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 21: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Fizičko raspadanje preovlađuje u hladnim, polarnim ivisokoplaninskim rejonima, kao i u suvim pustinjskim rejonima.Predstavlja prosto mehaničko drobljenje kompaktne stene nasitnije delove, a stena mineraloški, tj. hemijski ostajenepromenjena.

Hemijsko raspadanje preovlađuje u tropskim, toplim i vlažnimrejonima. Menja se hemijski sastav minerala i stvaraju sesekundarni minerali.

Ove razlike uslovljavaju i različite proizvode ovih procesa:- fizičkim raspadanjem nastaje kamenje, šljunak i pesak- hemijskim raspadanjem nastaje glina (od alumosilikata) ioslobađaju se baze.

Fizičko raspadanje preovlađuje u hladnim, polarnim ivisokoplaninskim rejonima, kao i u suvim pustinjskim rejonima.Predstavlja prosto mehaničko drobljenje kompaktne stene nasitnije delove, a stena mineraloški, tj. hemijski ostajenepromenjena.

Hemijsko raspadanje preovlađuje u tropskim, toplim i vlažnimrejonima. Menja se hemijski sastav minerala i stvaraju sesekundarni minerali.

Ove razlike uslovljavaju i različite proizvode ovih procesa:- fizičkim raspadanjem nastaje kamenje, šljunak i pesak- hemijskim raspadanjem nastaje glina (od alumosilikata) ioslobađaju se baze.

21 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 22: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Fizičko raspadanje Česta temperaturna kolebanja Taloženje soli u pukotinama stena Česta zamrzavanja i topljenja Biljke

22 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 23: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Fizičko raspadanje

Nema hemijske promene minerala i stena.Dominira u aridnim i polarnim klimama.Usitnjavanje stena – povećanje specifične površine čestica.Fizičko raspadanje se odvija na

nekoliko načina: Česta temperaturna kolebanja Taloženje soli u pukotinama stena Česta zamrzavanja i topljenja Termalna ekspanzija i kontrakcija Biljke

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)23

Fizičko raspadanje se odvija nanekoliko načina:

Česta temperaturna kolebanja Taloženje soli u pukotinama stena Česta zamrzavanja i topljenja Termalna ekspanzija i kontrakcija Biljke

Page 24: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Česta temperaturna kolebanjaZagrevanjem u toku dana stene se šire, a pošto su

sastavljene od različitih minerala, to će i zagrevanje iširenje biti nejednako. Minerali tamnije boje ihrapave površine bolje upijaju toplotu, jače sezagrevaju i šire od svetlo obojenih minerala.

Hlađenjem u toku noći mineralni sastojci se skupljaju ivraćaju na svoju prvobitnu zapreminu. Tako u steninastaju prsline.

Ovakav način raspadanja stena je karakterističan zapustinjske oblasti gde su jako izražena temperaturnakolebanja. Dnevne temperature i do 80 ºC, a noćneoko 10ºC, znači temperaturna razlika iznosi oko70ºC u toku 24 časa.

Zagrevanjem u toku dana stene se šire, a pošto susastavljene od različitih minerala, to će i zagrevanje iširenje biti nejednako. Minerali tamnije boje ihrapave površine bolje upijaju toplotu, jače sezagrevaju i šire od svetlo obojenih minerala.

Hlađenjem u toku noći mineralni sastojci se skupljaju ivraćaju na svoju prvobitnu zapreminu. Tako u steninastaju prsline.

Ovakav način raspadanja stena je karakterističan zapustinjske oblasti gde su jako izražena temperaturnakolebanja. Dnevne temperature i do 80 ºC, a noćneoko 10ºC, znači temperaturna razlika iznosi oko70ºC u toku 24 časa.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)24

Page 25: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Česta zamrzavanja itopljenja

• U oblastima umerene klime(mnogo manje je izraženo uoblastima dugotrajnog leda) čestasmrzavanja i topljenja vode koja jeprodrla u pukotine i pore stena,dovodi do ubrzanog raspadanjastena.•Voda se smrzne, povećavazapreminu (oko 9%) i vrši ogromanpritisak na zidove pora i pukotinausled čega se stena raspada.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)25

• U oblastima umerene klime(mnogo manje je izraženo uoblastima dugotrajnog leda) čestasmrzavanja i topljenja vode koja jeprodrla u pukotine i pore stena,dovodi do ubrzanog raspadanjastena.•Voda se smrzne, povećavazapreminu (oko 9%) i vrši ogromanpritisak na zidove pora i pukotinausled čega se stena raspada.

Page 26: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Taloženje soli u pukotinama stenaso sa različitim termalnim ekspanzionim koeficijentom od stene

ostrvo Gozo, Malta

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)26

Page 27: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Degradacija stena biljkamakorenje drveća

lišaji, mikroorganizmi

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)27

Page 28: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Ukupni efekat ovih procesa je da se masivne stene raspadaju na materijal samanjom čestičnom veličinom, samim tim većom specifičnompovršinom. Poznato je da je veličina čestica veoma važna za hemijskeprocese koji se na njima odvijaju.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)28

ukupna površinaukupna površina

Page 29: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hemijsko raspadanje je rezultathemijskih rpocesaNeke hemijske reakcije su vezane za aktivnost mikro i

makroorganizama zemljišta, a neke su abiotičke.Tendencija sistema stena / voda / mineral da dostigne

stanje ravnoteže.Voda predstavlja aktivni agens u procesu hemijskog

raspadanja.Odvija se veoma sporo u suvim, toplim uslovima, kao i u

oblastima niske temperature, gde je voda najčešće učvrstom stanju, a nekoliko reda veličine brže u tropskimpredelima, gde je obilje vlage.

Neke hemijske reakcije su vezane za aktivnost mikro imakroorganizama zemljišta, a neke su abiotičke.

Tendencija sistema stena / voda / mineral da dostignestanje ravnoteže.

Voda predstavlja aktivni agens u procesu hemijskograspadanja.

Odvija se veoma sporo u suvim, toplim uslovima, kao i uoblastima niske temperature, gde je voda najčešće učvrstom stanju, a nekoliko reda veličine brže u tropskimpredelima, gde je obilje vlage.

29 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 30: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hidratacija / dehidratacija

FeFe22OO33 + H+ H22O →O → 22FeOFeOOHOHhematithematit getitgetit

CaSO4 (s) + 2H2O → CaSO4·2H2Oanhidrit gips

30 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 31: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Rastvaranje

COCO22 + H+ H22OO⇌⇌ HH22COCO33

CaCOCaCO33 + H+ H22COCO33⇌⇌ CaCa+2+2 + 2HCO+ 2HCO33--

((rastvoreno u vodirastvoreno u vodi))

CaSO4·2H2O (s) (voda) → Ca2+ + SO42- + 2 H2O

COCO22 + H+ H22OO⇌⇌ HH22COCO33

CaCOCaCO33 + H+ H22COCO33⇌⇌ CaCa+2+2 + 2HCO+ 2HCO33--

((rastvoreno u vodirastvoreno u vodi))

31 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 32: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

kišnicaugljenakiselina

I manje rastvorni minerali se takođe mogurastvarati, pri čemu zaostaje depozitnerastvornog materijala.

Npr., feldspati se delimično rastvaraju nakonreakcije sa vazduhom i vodom, ostavljajućičvrsti ostatak, glinu za sobom.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)32

KKAlSiAlSi33OO88 (s) + H(s) + H22O + HO + H22COCO33 ((aqaq)) →→ AlAl22SiSi22OO55(OH)(OH)44 (s) + 4H(s) + 4H44SiOSiO44 ++ KK++ + HCO+ HCO33--

KK--feldspatfeldspat kaolinitkaolinit

silikat

Page 33: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

kafa u zrnu + voda = kafa (aq) + ostatak

K-feldspat + voda = K+(aq) + kaolinit

kafa uzrnu

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)33

Page 34: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hidroliza feldspata(ortoklasa)

Feldspati su najrasprostranjeniji minerali uFeldspati su najrasprostranjeniji minerali uZemljinoj kori.Zemljinoj kori.

Osnovni sastojci magmatskih stena.Osnovni sastojci magmatskih stena.

Alumosilikati K, Na i Ca.Alumosilikati K, Na i Ca.

KK22O.AlO.Al22OO33.6SiO.6SiO22 = K= K22AlAl22SiSi66OO1616=KAlSi=KAlSi33OO88

KAlSiKAlSi33OO88 (s)(s) + H+ H33OO++(aq)(aq) + H+ H22O →O → AA ll22SiSi22OO55(OH)(OH)44 (s)(s) + H+ H44SiOSiO44 ((aqaq)) + K+ K++

((aqaq))AlAl22SiSi22OO55(OH)(OH)4 (s)4 (s) + H+ H22O → Al(OH)O → Al(OH)33 + H+ H44SiOSiO44 ((aqaq))

gibsitgibsit

Feldspati su najrasprostranjeniji minerali uFeldspati su najrasprostranjeniji minerali uZemljinoj kori.Zemljinoj kori.

Osnovni sastojci magmatskih stena.Osnovni sastojci magmatskih stena.

Alumosilikati K, Na i Ca.Alumosilikati K, Na i Ca.

KK22O.AlO.Al22OO33.6SiO.6SiO22 = K= K22AlAl22SiSi66OO1616=KAlSi=KAlSi33OO88

34 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 35: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Hidroliza

Mg2SiO4 (s) + H2O → Mg(OH)2 (aq) + H4SiO4 (aq)

Mg2+(aq) + OH-

(aq)

CaCO3 (s) + H2O → Ca(OH)2 (aq) + H2CO3 (aq)

Ca2+(aq) + OH-

(aq)

Fe2(SO4)3 (s) + H2O → Fe(OH)3 (aq) + H2SO4 (aq)

H+(aq) + SO4

2-(aq)

Hidroliza je proces u kome voda i rastvara i reaguje sa mineralima. U prvadva primera, hidrolize fosterita i kalcita nastaju slabe kiseline. Ovo je opštiobrazac hidrolize minerala, kada se stvaraju jaka baza i slaba kiselina.Postoje i izuzeci, u rudničkim vodama. Fe2(SO4)3 nastao oksidacijom pirita(FeS2) hidrolizom stvara veoma kisele vode (pH 1-2).

Mg2SiO4 (s) + H2O → Mg(OH)2 (aq) + H4SiO4 (aq)

Mg2+(aq) + OH-

(aq)

CaCO3 (s) + H2O → Ca(OH)2 (aq) + H2CO3 (aq)

Ca2+(aq) + OH-

(aq)

Fe2(SO4)3 (s) + H2O → Fe(OH)3 (aq) + H2SO4 (aq)

H+(aq) + SO4

2-(aq)

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)35

Page 36: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Kisela hidrolizaCO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)

SO2 (g) + H2O (l) H2SO3 (aq) H2SO4 (aq)

Mg2SiO4 (s) + H2CO3 (aq) Mg2+(aq) + HCO3

-(aq) + H4SiO4 (aq)

CaCO3 (s) + H2CO3 (aq) → Ca2+(aq) + HCO3

-(aq) + H2O (l) + CO2 (g)

OxCO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)

SO2 (g) + H2O (l) H2SO3 (aq) H2SO4 (aq)

Mg2SiO4 (s) + H2CO3 (aq) Mg2+(aq) + HCO3

-(aq) + H4SiO4 (aq)

CaCO3 (s) + H2CO3 (aq) → Ca2+(aq) + HCO3

-(aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)36

H2CO3 (aq)

Page 37: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Smanjenje kiselosti zemljišta krečomSmanjenje kiselosti zemljišta krečom Ovaj princip se primenjuje i u agrokulturi da bi se redukovala kiselostzemljišta (koja je česta pojava zbog primene različitih agrotehničkih sredstava,kao i zbog kisele precipitacije). Po zemljištu razbaca kreč (CaO), gašeni kreč (Ca(OH)2) ili krečnjak(CaCO3). Ovi materijali zamene H+ jone zemljišta i prevode ih u vodu. CaO prvoreaguje sa zemljišnom vodom, gradi se Ca(OH)2 koji dalje neutrališe kiselostzemlje prema prikazanoj reakciji.

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)37

CaCO3 (s) + HH-zemljište Ca-zemljište + H2O (l) + CO2 (g)

Ca(OH)2 (s) + HH-zemljište Ca-zemljište + H2O (l)

Ovaj princip se primenjuje i u agrokulturi da bi se redukovala kiselostzemljišta (koja je česta pojava zbog primene različitih agrotehničkih sredstava,kao i zbog kisele precipitacije). Po zemljištu razbaca kreč (CaO), gašeni kreč (Ca(OH)2) ili krečnjak(CaCO3). Ovi materijali zamene H+ jone zemljišta i prevode ih u vodu. CaO prvoreaguje sa zemljišnom vodom, gradi se Ca(OH)2 koji dalje neutrališe kiselostzemlje prema prikazanoj reakciji.

Page 38: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Oksidacija/redukcija

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)38

Fe2SiO4 (s) + CO2 (aq) + H2O → Fe2+ + HCO3- + 4SiO4

fajalit

Fe2+ + HCO3- + O2 (g) → Fe2O3 (s) + CO2 + H2O

Page 39: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

FeO gvožđe(II) oksid Fe2O3 gvožđe(III) oksid

mineral

Fe(OH)3 limonitFe3O4 magnetit

Page 40: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Goldričovaserija

stabilnosti

Prvi kristališe Brzo seraspada

Otpornost na raspadanjeOtpornost na raspadanje

Bovenovareakciona

serija

Goldričovaserija

stabilnosti

Zadnji kristališe Sporo seraspadaHemija životne sredine I (T. Anđelković)40

Page 41: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Proizvodi površinskog raspadanjaProizvodi raspadanja

Nerastvorni proizvod Rastvorni proizvod

Kvarc Kvarcna zrna (pesak)

Feldspat

Amfibol

Minerali gline

Minerali gline

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)41

Nerastvorni proizvodi: kvarc, glina, limonit & hematit,predstavljaju glavne mineralne konstituente zemljišta

Amfibol

Olivin

(hornblenda)Minerali glineLimonit

Limonit

Hematit

Hematit

Page 42: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Feldspat se raspada do gline

+ H2CO3

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)42

Page 43: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Olivin/piroksen se raspada do gline

+ H2CO3

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)43

Page 44: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Kvarc se raspada do kvarca (!)

+ bilo koji agens

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)44

Page 45: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Kalcit se raspada do …….

+ bilo koji agens

Hemija životne sredine I (T. Anđelković)45

ništa

Page 46: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Pitanja za utvrđivanje trećegpredavanja

46 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 47: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Prvo pitanjeNajrasprostranjeniji element u Zemljinoj kori je

kiseonik, zatim sledi aluminijum, a na trećem mestuje silicijum.

Tačno Netačno

Najrasprostranjeniji element u Zemljinoj kori jekiseonik, zatim sledi aluminijum, a na trećem mestuje silicijum.

Tačno Netačno

47 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 48: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Drugo pitanjeMinerali su homogena tela, za razliku od stena, tako da se

sastoje uvek od jednog elementa.

Tačno Netačno

48 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 49: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Treće pitanjeTamniji minerali brže podležu procesu raspadanja na površini

Zemlje.

Tačno Netačno

Tamniji minerali brže podležu procesu raspadanja na površiniZemlje.

Tačno Netačno

49 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 50: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Četvrto pitanjeCepljivost minerala je sposobnost nekih minerala da se

pod pritiskom ili udarom razdvajaju po ravnimpovršinama u manje delove istog oblika i određuje seMosovom skalom.

Tačno Netačno

Cepljivost minerala je sposobnost nekih minerala da sepod pritiskom ili udarom razdvajaju po ravnimpovršinama u manje delove istog oblika i određuje seMosovom skalom.

Tačno Netačno

50 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 51: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Peto pitanjeProsti minerali su minerali koji su prvi nastali u prirodi, a

hemijskim razlaganjem prostih minerala nastaju složeniminerali.

Tačno Netačno

Prosti minerali su minerali koji su prvi nastali u prirodi, ahemijskim razlaganjem prostih minerala nastaju složeniminerali.

Tačno Netačno

51 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 52: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Šesto pitanjeLiskuni spadaju u grupu primarnih minerala.

Tačno Netačno

Liskuni spadaju u grupu primarnih minerala.

Tačno Netačno

52 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 53: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Sedmo pitanjeMermer spada u grupu prostih stena.

Tačno Netačno

53 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 54: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Osmo pitanjeStene i minerali se raspadaju jer su nastali u drugačijim

uslovima u poređenju sa uslovima koji vladaju na površiniZemljine kore.

Tačno Netačno

Stene i minerali se raspadaju jer su nastali u drugačijimuslovima u poređenju sa uslovima koji vladaju na površiniZemljine kore.

Tačno Netačno

54 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 55: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Deveto pitanjeFizičkim raspadanjem stena i minerala nastaje šljunak, a

hemijskim raspadanjem nastaje pesak.

Tačno Netačno

55 Hemija životne sredine (T. Anđelković)

Page 56: Univerzitet u Nišu Prirodno-matematički fakultetnasport.pmf.ni.ac.rs/materijali/1032/3. Sastav i procesi u litosferi.pdf · Elementarni sastav Zemljine kore U njen sastav ulaze

Deseto pitanje

Feldspati se delimično rastvaraju nakon reakcije sa vazduhomi vodom, ostavljajući čvrsti ostatak, glinu za sobom.

Tačno Netačno

Feldspati se delimično rastvaraju nakon reakcije sa vazduhomi vodom, ostavljajući čvrsti ostatak, glinu za sobom.

Tačno Netačno

56 Hemija životne sredine (T. Anđelković)