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SLS-1000 > Chapitre 3: La phase solide inorganique: les minéraux et les roches > Flashcards

Chapitre 3: La phase solide inorganique: les minéraux et les roches Flashcards

(85 cards)

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1
Q

Quels sont les 3 éléments les plus abondant dans la croute terrestre

A

Oxygène (O)
Silicium (Si)
Aluminium (Al)

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2
Q

Qu’est qu’un minéral

A

naturelle
Solide cristallin (habituellement)
composition chimique définie, mais non fixe

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3
Q

Minéraux natifs vs autres

A

natifs:
1 seul élément
Or, diamant, argent, etc (aka mines)

Autres:
2 ou + éléments

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4
Q

Qu’est-ce qui influence les propriétés chimiques des minéraux

A

Liaisons chimiques

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5
Q

Exemple 2 minéraux composés pareil, mais propriétés complètement différent

A

Graphite et diamant

Composé C

liaison différente, graphite pas dur, diamant oui

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6
Q

Qu’est-ce qui est au coeur des liaisons chimiques

A

Électrons (de valence)

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7
Q

Types de liaisons et leurs forces

A

Liaison intermédiaire:
Ionique

Liaison forte:
Covalente
Métallique

Liaison faible:
Van der Waals
hydrogène

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8
Q

Liaison ionique

A

Transfert d’électrons d’un atome à l’autre
Électronégativité différente entre les atomes
Souvent opposé dans le tableau périodique
Cation, anion

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9
Q

Liaison covalente

A

Partage minimal d’une paire d’électrons

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10
Q

Liaison métallique

A

Mise en commun aléatoire de tous les électrons entre les atomes de métalliques

Atome métalique = milieu tableau périodique

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11
Q

Liaison Van der Waals

A

Attraction 2 molécules neutres en raison de la présence de dipôles

Dipôles = électrons distribués inégalement dans une molécule, car différence d’électronégativité

Électronégativité plus élevé = attir plus d’électrons

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12
Q

Liaison hydrogène

A

Hydrogène fait le pont entre 2 atomes électronégatifs

Électronégatifs = côté droit du tableau périodique

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13
Q

Qu’est-ce qu’un polyèdre de coordination

A

Arrangement géométrique le plus stable entre les éléments pouvant donner naissance à un minéral

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14
Q

Exemple de polyèdre de coordination

A

Cubique
Tétraédrique **
Octaédrique **

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15
Q

Qu’est-ce qu’un solution solide

A

Variations de la composition d’un minéral à l’intérieur de certaines limites

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16
Q

Types de substitutions atomiques

A

Polymorphisme
Isomorphisme/

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17
Q

Polymorphisme

A

même composition chimique, structure cristalline différente

Graphite, diamant

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18
Q

Isomorphisme

A

même structure cristalline, composition différente

MgCO3 (magnésite)
CaCO3 (calcite)

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19
Q

Classification des minéraux - composition
2 grands groupes

A

Minéraux non silicatés
Minéraux silicatés

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20
Q

Minéraux non silicatés à retenir

A

Carbonates
Sulfates
Sulfures
Phosphates
Oxydes, hydroxydes et oxyhydroxydes **

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21
Q

Minéraux silicatés à retenir

A

Tectosilicates
Phyllosilicates

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22
Q

Carbonates: composition, détection, utilisation

A

Formé à partir de CO3 2-
Détection test d’effervescence
Utilisé dans le chaulage des sols (calcite, dolomite)

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23
Q

Sulfates

A

Combinaison de l’acide sulfurique avec des métaux
Gypse (CaSO4*2H2O)
Évaporite (utilisée come amendement)
Source de Ca
Correction salinité (sur fertilisation, serre)

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24
Q

Sulfures

A

Combinaison d’un métal ou d’un métalloïdes avec du soufre
Peu mené à l’acidification de certains sols, lorsque le soufre est oxydé

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25
Phosphates
Combinaison de l'acide phosphorique (H3PO4) avec des métaux Source de phosphore, mais peu dispo pour les plantes. Nécessite action micro organismes
26
Oxydes, hydroxydes, oxyhydroxydes
Combinaison d'un métal ou d'un métalloïde avec l'oxygène Important dans les sols (Fe, Al, Mn: très réactifs) Minéraux à charge variable en fonction du pH: - (-) lorsque pH élevé - (+) lorsque pH faible
27
Comment repérer oxyde, hydroxyde, oxyhydroxyde
Oxyde: O hydroxyde: OH Oxyhydroxyde: O et OH
28
Structure de base des silicates
Tétraèdre (pyramide avec Si au centre)
29
Tectosilicates
Minéraux primaires Quartz, feldspath
30
Phylosillicates
phylo = feuillets
31
Les phyllosilicates appartiennent à quelle grosseur de texture
Argiles, se retrouvent souvent dans les particules fines du sol
32
Composition des phyllosilicates
Feuillets Couche tétraédrique à base de Si04 Couche octaédrique à base de Al ou Mg, entouré de OH
33
Types de phyllosilicates
Phyllosilicates - Type 1:1 - Type 2:1 - Intergrades - Type 2:1:1
34
Qu'est-ce qu'un feuillet
Un feuillet est un ensemble de couches tétraédriques et octaédriques. Dépendamment du type de phyllosilicate, les feuillet sont composés de quantité différentes de ces couche
35
Exemple phyllosilicates 1:1
Kaolinite
36
Quoi savoir des phyllosilicates 1:1
Beaucoup de liaisons chimiques de type H Aucune séparation des feuillets (expension) Minéral secondaire Présent dans les sols très altérés (peu au Qc, plus sous les tropiques)
37
Groupes phyllosilicates type 2:1
1. Groupe pyrophyllite et talc 2. Groupe des micas 3. Groupe de l'illite (micas hydratés) 4. Groupe des vermiculites 5. Groupe des smectites
38
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe pyrophyllite et talc
Peu de substitutions Feuillets liés par liaisons Van der Waals Peu de séparation des feuillets (expension) Minéraux secondaires CEC faible
39
Qu'est ce que la CEC
Capacité d'échange cationique: Ensemble des charges négatives à la surface des particules pouvant retenir des cations (+) Exprimé en cmol/kg
40
Qu'est ce que la CEA
Capacité d'échange anionique: Ensemble des charges positives à la surface des particules pouvant retenir des anions (-) Exprimé en cmol/kg
41
D'où provient les charges permanentes dans les phyllosilicates
Les charges permanentes dans les phyllosilicates sont principalement des substitutions isomorphiques
42
Qu'est-ce que la substitution isomorphique Quand est-ce que cela se produit Quels sont les résultats possible
Substitution d'un atome par un autre de taille semblable dans un minéral lors de sa formation Substitution de même charge: aucun effet Substitution de charge inférieure: Minéral avec charge négative permanente Substitution de charge supérieure: Minéral avec charge positive permanente
43
Pourquoi le groupe pyrophillite et talc a une CEC faible
Dû à sa faible substitution
44
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des micas
Minéraux primaire Substitution des Si(4+) par Al(3+) dans les tétraèdres lors de la formation Crée des charges négatives permanentes, mais celles sont neutralisés par la fixation d'atome de potassium (k+) Résultat = CEC faible Pas d'expansion Source de potassium pour plante s'il y a altération
45
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe de l'illite (micas hydratés)
Charges permanentes négatives (sub. iso. dans les tétraèdres et les octaèdres) Faible expansion (séparation des feuillets) Entre les feuillets: K+ (Ca2+, Mg2+, NH4+) cations échangeables et eau Dispo au plantes CEC environ 30 cmol/kg (bonne CEC)
46
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des vermiculites
Très abondant au Qc, groupe de phyllosilicate principal au Qc Substitutions isomorphiques tétraèdres - CEC = 10 - 200 cmol/kg (très réactifs) Cations échangeables entre les feuillets Séparation des feuillets limitée: retient l'eau, mais pas d'expansion trop importante pour que le sol soit un vermisol (minéraux gonflants intermédiaires) Peut induire des craques lorsque l'eau se retire
47
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des smectites
Très abondant dans les vertisols Minéraux gonflants (forte expansion) Substitutions isomorphiques, majorité dans octaèdres, un peu dans tétraèdres CEC: 80-150 cmol/kg Entre les feuillets: eau + cations échangeables
48
Quoi savoir des phyllosilicates 2:1:1
Exemple: Chlorite 2:1 avec couche supp entre les feuillets Couche supp chargée positivement CEC: feuillets CEA: couche supplémentaire
49
Quoi savoir des phyllosilicates intergrades
Se situe entre les 2:1 et 2:1:1 En transition vers 2:1:1 Couche incomplète entre les feuillets CEC diminue CEA augmente (couche supplémentaire) Expansion qui diminue, rétention d'eau qui diminue
50
Minéraux primaires formation
Formation températures et pressions élevées Cristallisation magma Plupart sont des silicates (tectosilicates) Fraction sableuse et limoneuse des sols
51
Minéraux primaires noms
Quartz Micas Feldspath
52
Minéraux secondaires formations
Températures plus basses Altération des minéraux primaires ou d'autres minéraux secondaires Fraction argileuse (et limoneuse)
53
Minéraux secondaires noms
Phyllosilicates Carbonates Sulfates Oxydes hydratés Fe, Al, Mn
54
Types de cristallisation, amorphe, réactif
Parfaite Imparfaite : minéraux amorphes = très réactifs
55
Pourquoi cristallisation imparfaite = amorphe/réactif
Car structure déstabilisé et formation de charges
56
Minéraux amorphes quoi retenir
Structure imparfaite Liens chimiques non comblés Très réactifs chimiquement, exemple rétention du phosphore
57
Stade de dev des sols au Qc
Généralement, intermédiaire Présence minéraux typique sols intermédiaire (selon altération) Exemple: quartz
58
Propriétés importantes des minéraux dans les sols
1. Taille des particules 2. Surface spécifique 3. Charge de surface 4. Capacité d'échange cationique (CEC) et anionique (CEA)
59
Tailles de particules (rappel + 1 ajout)
En microns Sable: 2000 - 50 Limon: 50 - 2 Argile: <2 Colloïdes: <10
60
Surface spécifique, quoi retenir
Surface par unité de masse Plus la particule est petite, plus la surface par unité de masse est grande, plus c'est réactif untié: m2/g
61
Surface spécifique dépend:
Taille des particules Type de minéral - Minéraux gonflants: espace sup. entre les feuillets
62
Charge de surface, 3 caractérsitiques
Nature - Permanente: substitution isomorphique - variables: OH Signe - Positif, négatif Localisation (chap. 5) - Diffuses - Localisées
63
Exemple charge variable
phyllosilicates 2:1, en bordures phyllosilicates 1:1, face + bordures oxydes hydratés: toutes les faces et bordures
63
Qu'est-ce qu'une charge permanente
Une charge qui est constante peu importe les conditions du milieu (ph) Proviennent de substitutions isomorphiques dans les phyllosilicates, lors de sa formation Plus souvent négatives que positives
64
Qu'est-ce qu'une charge variable
Dépend du pH Lié au groupes OH En bordure des minéraux ou faces de certains minéraux Phyllosilicates: couches octaédriques oxydes hydratés
65
Comment les charges se développent-elles sur les sites à charges variables
En fonction du pH du milieu et PCZ du minéral PCZ = Point de Charge Zéro pH = PCZ: minéral charge nulle pH < PCZ: charge positive (capte du H+) pH > PCZ: charge négative (libère du H+)
66
Qu'Est-ce qui est bon pour le phosphore (H2PO4 -) et (HPO4 2-)
oxydes hydratés car leurs PCZ est élevé (7-8-9) ils sont donc souvent positif (car milieu plus acide que le PCZ) et donc peuvent s'associer aux anions
67
Étudier le tableau de la diapo 124, très important
important
68
Quelle est la charge globale de phyllosilicate? Charge globale sols du Qc? Ils retiennent cations ou anions ?
Phyllosilicates = négative Qc = négative Retiennent des cations, CEC
69
Quelle charge constitue la CEC? Quel est son lien avec le pH Quelle autre particule de sol contribue?
Charges permanentes et charges variables. Dépend du pH. pH est acide à très acide = charges permanentes. Ensuite acide à très basique, charges variables embarque donc CEC augmente. M.O
70
Les oxydes hydratés ont un PCZ de 7 à 9. En contexte Qc, quel est leur impact ?
sols Qc = acide (6) pH sol < PCZ Les oxydes hydratés vont capter des atomes H. Ils contribuent à la CEA
71
Quelle charge constitue la CEA? Quel est son lien avec le pH Quelle autre particule de sol contribue?
Charges variables (un peu permanentes, mais vraiment pas bcp, donc négligeables) CEA augmentent avec la diminution du pH MO
72
Quels sont les 3 types de roches?
Magmatique (ignée) Sédimentaire Métamorphique
73
Quels sont les critères de classification des roches magmatiques ?
1. Granulométrie de la roche 2. Composition minéralogique 3. Couleur et teneur en SiO2
74
Quoi retenir de la granulométrie de la roche des magmatiques?
Granulométrie de la roche (vitesse de refroidissement) Rapide -> difficile de voir minéraux Lent -> facile de voir les minéraux
75
Quels sont les types de roches selon le refroidissement? (magmatiques)
1. Roches volcaniques Extrusives Refroidissement rapide 2. Roches plutoniques (exemple montérigienne) Intrusives Refroidissement lent 3. Roches subvolcaniques Intrusives en filons Refroidissement semi-rapide
76
Classification par composition minéralogique (magmatiques)
Minéraux clairs (minéraux cardinaux): - Quartz, feldspathsà Minéraux colorés: - Micas
77
Couleur et teneur en SiO2 (magmatiques)
Tenur en SiO2 (silice, décroissant) Roches felsiques Roche intermédiaires Roches mafiques Roches ultramafics
78
Classification roches sédimentaires
Terrigènes (débris roches et minéraux) Allochimiques (animaux, végétaux) Orthochimiques (réactions chimiques, précipitation)
79
Formation roches sédimentaires
1. Formation d'un sédiment 2. Diagenèse
80
Exemple formation d'un sédiment
- Météorisation (altération) des roches (magmatiques, métamorphique, sédimentaire) - Mort d'organisme - Précipitation
81
Exemple roches sédimentaires
Calcaires Dolomies Utilisées pour chauler les sols
82
Roches métamorphiques formées à partir de quelles roches
à partir de roches magmatiques, sédimentaires ou même métamorphique
83
Quels sont les types de métamorphismes
Régional (pression): grande superficie, plaques tectoniques De contact (chaleur): autour du magma D'impact (pression + chaleur): météorite
84
Classification des roches métamorphiques
Roches mécaniques (pression) Roches thermogéniques (chaleur) Roches dynamogéniques (pression + chaleur)

SLS-1000 (12 decks)

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