Напрямок процесів хімічного вивітрювання.
Головні хімічні перетворення гірських порід під час звітрювання такі: розчинення,окиснення, відновлення, гідратація, гідроліз.
Хімічне вивітрювання приводить до зміни мінералів глибинних зон Землі, перетворенню їх в мінерали, які стійкі на земній поверхні. Проходить зміна складних зв’язків , і перетворення їх в більш прості.(напр. силікати перетворюються в окисли).
Фактори, що сприяють інтенсивному хімічному вивітрюванню.
Головними агентами є підвищена температура, вода, розчинений у воді кисень, вільна вуглекислота, інші кислоти (гумінова,сірчана,азотна тощо).
На інтенсивність процесів хімічного вивітрювання суттєво впливає стан породи – чим більш вона подрібнена, тим легше вона розкладається хімічно. Наприклад, зерна польових шпатів, стійкі до соляної кислоти, стають повністю розчинними в слабко кислій воді заумови їх подрібнення до розміру часток < 0,002 мм.
В природних водах pH змінюється в широких межах, що впливає на процеси імічного
розкладу силікатів. Найбільш кислими є болотні та торфові води, а найбільш лужними – води солоних озер та деяких грунтових вод засолених грунтів.
Особливу роль у процесах хімічного вивітрювання грають продукти розкладання органіки і насамперед рослинні залишки в грунтовому прошарку. При цьому утворяться великі кількості вуглекислого газу CO2, різноманітних вуглеводневих газів, а також гумусові кислоти. Останні разом із H2CO3 створюють кислу реакцію середовища в зоні вивітрювання, беруть участь у хімічному розкладанні силікатів. З катіонами багатьох металів гумусові з'єднання утворюють стійкі металоорганічні комплекси (гумати), що у формі колоїдних розчинів можуть виноситись з зони хімічного вивітрювання. Крім того, гумусові з'єднання діють як відновники на окисли багатьох металів. Закисні ж з'єднання металів значно розчинніші, ніж окисні з'єднання, що також сприяє їхньому виносу з зони вивітрювання.
Взагалі розчинна активність води сильно підвищується в присутності розчиненого у воді вільного вуглекислого газу . Його кількість в дощовій воді досягає 9% від кількості всіх розчинених у воді газів, в річковій – до 50%, а в підземних – до 90%. Щоправда, значна частина CO2 в підземних і річкових водах зв’язана в карбонатах та бікарбонатах, а головним фактором хімічного розкладання силікатів є наявність вільної (агресивної) вуглекислоти в зоні гіпергенезу.
Реакції хімічного вивітрювання з прикладами.
CaCO3 + H2O = Ca(HCO3)2 + H2O = Ca + H2O + CO2
CaSO4 +2H2O + H2O = (Na,Cl,Mg) Ca + SO4 + H2O
FeS2 + nO2 + H2O = Fe(SO4) + H2SO4 =(O2) Fe2(SO4)3 + O2 + H2O = Fe2O3 + H2O = FeOOH
(Fe,Mg)[SO4] + O2 + H2O =(CO2) Fe2O3 + nMg(HCO3) + nH4SiO4 + FeO(OH) + SiO * nH2O
K[AlSi3O8] + H2O =(CO2) (K,OH)Al2(OH)2 * [AlSi3O10] + H2O + K2CO3 =(CO2) Al4(OH)8[Si4O10] + K2CO3 =(H2O + CO2) Al2O3 + SiO2 * nH2O =(H2O) AlO(OH)
Al4(Si4O10)(OH)3+10H2O=Al(OH)3+4H4SiO4