Utente:LibertyFly/Sandbox

Minerali argillosi
Formula chimica	X2-3Y2-4O5-10(OH)2-4*n(H2O)
Proprietà cristallografiche
Gruppo cristallino	trimetrico
Sistema cristallino	monoclino, triclino
Proprietà fisiche
Densità	2-2.82 g/cm³
Durezza (Mohs)	1 talco 1.5 vermiculite 2-2.5 caolinite, pirofillite, halloysite
Sfaldatura	perfetta secondo {001}
Colore	bianco-neve, grigio, verde, verde-bruno, giallo-bruno, giallastro, nero
Lucentezza	vitrea, madreperlacea, grassa
Opacità	traslucida
Striscio	bianco, verdastro
Diffusione	comune
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I minerali argillosi sono i minerali più abbondanti nelle argille. Generalmente questi minerali presentano untuosità al tatto con un aspetto terroso. Essi sono fillosilicati idrati di alluminio anche se, in alcuni casi, Mg²⁺ o Fe²⁺ sostituiscono in parte Al³⁺ e possono essere presenti come costituenti fondamentali.

Composizione e struttura

Struttura cristallina dei fillosilicati

I minerali argillosi, come tutti i fillosilicati, sono caratterizzati dalle seguenti unità strutturali:

• Un foglietto di tetraedri (SiO₄)^4- che condividono 3 ossigeni.

• Un foglietto ottaedrico, costituito di Al³⁺ in coordinazione ottaedrica con ioni ossigeno e di ossidrili.

La sostituzione di un Si⁴⁺ con un Al³⁺ in coordinazione tetraedrica genera un eccesso di carica negativa che è neutralizzata da sostituzioni isomorfe in coordinazione ottaedrica, di cationi metallici (Mg²⁺ o Fe²⁺).

I legami chimici presenti all’interno delle strutture minerali sono prevalentemente di tipo ionico, anche se parzialmente covalenti, sono cioè legami forti. Al contrario, i legami che tengono uniti strati diversi tra loro sono legami deboli. La distribuzione planare dei legami chimici più deboli causa la caratteristica sfaldatura perfetta secondo il piano {001} tipica dei minerali argillosi.

La natura dei legami chimici tra strati condiziona numerose proprietà fisiche e chimiche dei minerali argillosi, tra cui la distanza tra piani omologhi di strati successivi, cioè la distanza basale , la superficie specifica, la capacità di dilatazione/contrazione, la sfaldabilità.

Questi minerali hanno proprietà anfotere in quanto possono comportarsi sia da acidi che da basi. Ai valori ordinari del pH del terreno, nei minerali argillosi prevale la dissociazione acida, pertanto si comportano come colloidi idrofili elettronegativi.

Classificazione

La formula generale dei minerali argillosi é:

X_2-3Y_2-4O_5-10(OH)_2-4*n(H₂O)

dove

X rappresenta Al³⁺, Mg²⁺, Fe²⁺

Y rappresenta Si⁴⁺, Al³⁺

n rappresenta le eventuali molecole di H₂O

I minerali argillosi si possono classificare secondo varie parametri : numero e ordine della successione dei fogli tetraedrici e ottaedrici nello strato, tipologia degli ioni prevalenti nei fogli tetraedrici e ottaedrici , natura dei legami esistenti tra gli strati ed eventuale presenza e tipologia di cationi interstrato (gli strati possono essere separati tra loro da materiali interstrato, quali cationi, cationi idratati, gruppi e fogli di idrossidi ottaedrici), grado di isomorfismo e conseguente carica elettrica di strato riferita alla cella unitaria, capacità di scambio cationico, distanza basale o periodo di identità, superficie specifica , capacità di dilatazione/contrazione.

La differente combinazione dei fogli tetraedrici e ottaedrici dà origine ai seguenti gruppi di minerali:

A due strati T-O (tetraedrico-diottaedrico)

• Caolinite ( Al₂Si₂O₅(OH)₄ )
• Halloysite (Al₂Si₂O₅(OH)₄ • 2H₂O)

• Minerali argillosi T-O
• 
  Caolinite
• 
  Halloysite

A tre strati T-O-T (tetraedrico-diottaedrico-tetraedrico)

• Talco ( Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ )
• Smectiti
• Vermiculite ( (Mg,Fe++,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂•4(H₂O) )
• Pirofillite ( Al₂Si₄O₁₀(OH)₂ )

• Minerali argillosi T-O-T
• 
  Talco botrioidale - Liguria, Italia
• 
  Vermiculite

Identificazione

Argilla smectica al microscopio elettronico ingrandita 23.500 volte

I minerali argillosi sono comuni prodotti di erosioni e di alterazioni idrotermali che avvengono a bassa temperatura, essi sono comuni nelle rocce sedimentarie, nei suoli, pietra fangosa, ardesia metamorfica.

Le dimensioni di questi minerali sono a grana ultrafine (< 4μm) ,per questo motivo è spesso necessario ricorrere a speciali tecniche analitiche per l’identificazione e lo studio. Alcune tecniche sono diffrazione elettronica, diffrazione a raggi X, metodi spettroscopici e all’analisi termica(DTA). Può anche essere utilizzata la tradizionale microscopia con luce polarizzata per stabilire relazioni petrologiche.

Distribuzione

Nel sistema solare i minerali argillosi sono abbastanza rari perché necessitano della presenza di acqua per la loro genesi. Sulla terra, dove la presenza dell’acqua , ha interagito sia con i minerali che con eventuale materia organica troviamo una abbondante presenza di argille. Nel nostro sistema solare sono stati evidenziati materiali argillosi in alcune località del pianeta Marte quali Mawrth Vallis, Echus Chasma, il quadrangolo di Elysium e il quadrilatero di Memnonia. Inoltre, grazie alla spettrografia, è stata confermata la presenza di argille nella luna di Giove, nel pianeta nano Cerere ecc.

Usi

Sin dall’antichità a tutt’oggi, i minerali argillosi (sotto forma di agglomerati di argilla) hanno avuto notevoli applicazioni dal punto di vista manifatturiero, agricolo e per fini sanitari. Rivestono notevole importanza dal punto di vista economico vista la grande disponibilità e la relativa facilità di estrazione in quasi tutte le località terrestri. Per esempio, dal punto di vista fitoterapico, i minerali argillosi vengono utilizzati per trattare disturbi che affliggono l'apparato gastro-intestinale, quali gonfiore e tensione addominale, dolore. Altre applicazioni sanitarie si riscontrano in fisioterapia per risoluzioni di problematiche muscoloscheletriche e/o in prodotti per la cura della cute.

Anche nel settore edile /civile i minerali argillosi vengono più spesso usate per la produzione di mattoni, mattonelle, piastrelle ecc. e comunque tutto quanto alla base delle “terre cotte“. Il Caolino, impiegato per la produzione di ceramiche, é anche usato come additivo (filler) nella carta e/o nell’industria della gomma / plastica per la produzione di refrattari.

Il grande vantaggio dei minerali argillosi per la produzione di ceramiche risiede nel fatto che possono essere facilmente modellati in qualsiasi forma e, quando sono sottoposti a cottura, l’acqua viene eliminata con la produzione di materiale duro, compatto e resistente.

Bibliografia

• C. Cipriani e C. Garavelli, Carobbi – Mineralogia, II volume - Cristallografia chimica e Mineralogia speciale, USES, 1987.
• A. Mottana, R. Crespi e G. Liborio, Minerali e rocce, Mondadori, 1977.
• Cornelis Klein, Mineralogia - Zanichelli.

Voci correlate

• Silicati
• Fillosilicati