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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

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
Q

Phosphates

A

Combinaison de l’acide phosphorique (H3PO4) avec des métaux
Source de phosphore, mais peu dispo pour les plantes. Nécessite action micro organismes

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26
Q

Oxydes, hydroxydes, oxyhydroxydes

A

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

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27
Q

Comment repérer oxyde, hydroxyde, oxyhydroxyde

A

Oxyde: O
hydroxyde: OH
Oxyhydroxyde: O et OH

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28
Q

Structure de base des silicates

A

Tétraèdre (pyramide avec Si au centre)

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29
Q

Tectosilicates

A

Minéraux primaires
Quartz, feldspath

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30
Q

Phylosillicates

A

phylo = feuillets

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31
Q

Les phyllosilicates appartiennent à quelle grosseur de texture

A

Argiles, se retrouvent souvent dans les particules fines du sol

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32
Q

Composition des phyllosilicates

A

Feuillets
Couche tétraédrique à base de Si04
Couche octaédrique à base de Al ou Mg, entouré de OH

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33
Q

Types de phyllosilicates

A

Phyllosilicates
- Type 1:1
- Type 2:1
- Intergrades
- Type 2:1:1

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34
Q

Qu’est-ce qu’un feuillet

A

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

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35
Q

Exemple phyllosilicates 1:1

A

Kaolinite

36
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 1:1

A

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
Q

Groupes phyllosilicates type 2:1

A
  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
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe pyrophyllite et talc

A

Peu de substitutions
Feuillets liés par liaisons Van der Waals
Peu de séparation des feuillets (expension)
Minéraux secondaires
CEC faible

39
Q

Qu’est ce que la CEC

A

Capacité d’échange cationique: Ensemble des charges négatives à la surface des particules pouvant retenir des cations (+)
Exprimé en cmol/kg

40
Q

Qu’est ce que la CEA

A

Capacité d’échange anionique: Ensemble des charges positives à la surface des particules pouvant retenir des anions (-)
Exprimé en cmol/kg

41
Q

D’où provient les charges permanentes dans les phyllosilicates

A

Les charges permanentes dans les phyllosilicates sont principalement des substitutions isomorphiques

42
Q

Qu’est-ce que la substitution isomorphique
Quand est-ce que cela se produit
Quels sont les résultats possible

A

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
Q

Pourquoi le groupe pyrophillite et talc a une CEC faible

A

Dû à sa faible substitution

44
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des micas

A

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
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe de l’illite (micas hydratés)

A

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
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des vermiculites

A

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
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1 du groupe des smectites

A

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
Q

Quoi savoir des phyllosilicates 2:1:1

A

Exemple: Chlorite
2:1 avec couche supp entre les feuillets
Couche supp chargée positivement
CEC: feuillets
CEA: couche supplémentaire

49
Q

Quoi savoir des phyllosilicates intergrades

A

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
Q

Minéraux primaires formation

A

Formation températures et pressions élevées
Cristallisation magma
Plupart sont des silicates (tectosilicates)
Fraction sableuse et limoneuse des sols

51
Q

Minéraux primaires noms

A

Quartz
Micas
Feldspath

52
Q

Minéraux secondaires formations

A

Températures plus basses
Altération des minéraux primaires ou d’autres minéraux secondaires
Fraction argileuse (et limoneuse)

53
Q

Minéraux secondaires noms

A

Phyllosilicates
Carbonates
Sulfates
Oxydes hydratés Fe, Al, Mn

54
Q

Types de cristallisation, amorphe, réactif

A

Parfaite
Imparfaite : minéraux amorphes = très réactifs

55
Q

Pourquoi cristallisation imparfaite = amorphe/réactif

A

Car structure déstabilisé et formation de charges

56
Q

Minéraux amorphes quoi retenir

A

Structure imparfaite
Liens chimiques non comblés
Très réactifs chimiquement, exemple rétention du phosphore

57
Q

Stade de dev des sols au Qc

A

Généralement, intermédiaire
Présence minéraux typique sols intermédiaire (selon altération)
Exemple: quartz

58
Q

Propriétés importantes des minéraux dans les sols

A
  1. Taille des particules
  2. Surface spécifique
  3. Charge de surface
  4. Capacité d’échange cationique (CEC) et anionique (CEA)
59
Q

Tailles de particules (rappel + 1 ajout)

A

En microns

Sable: 2000 - 50
Limon: 50 - 2
Argile: <2
Colloïdes: <10

60
Q

Surface spécifique, quoi retenir

A

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
Q

Surface spécifique dépend:

A

Taille des particules
Type de minéral
- Minéraux gonflants: espace sup. entre les feuillets

62
Q

Charge de surface, 3 caractérsitiques

A

Nature
- Permanente: substitution isomorphique
- variables: OH

Signe
- Positif, négatif

Localisation (chap. 5)
- Diffuses
- Localisées

63
Q

Exemple charge variable

A

phyllosilicates 2:1, en bordures
phyllosilicates 1:1, face + bordures
oxydes hydratés: toutes les faces et bordures

63
Q

Qu’est-ce qu’une charge permanente

A

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
Q

Qu’est-ce qu’une charge variable

A

Dépend du pH
Lié au groupes OH
En bordure des minéraux ou faces de certains minéraux
Phyllosilicates: couches octaédriques
oxydes hydratés

65
Q

Comment les charges se développent-elles sur les sites à charges variables

A

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
Q

Qu’Est-ce qui est bon pour le phosphore (H2PO4 -) et (HPO4 2-)

A

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
Q

Étudier le tableau de la diapo 124, très important

A

important

68
Q

Quelle est la charge globale de phyllosilicate?
Charge globale sols du Qc?
Ils retiennent cations ou anions ?

A

Phyllosilicates = négative
Qc = négative
Retiennent des cations, CEC

69
Q

Quelle charge constitue la CEC?
Quel est son lien avec le pH
Quelle autre particule de sol contribue?

A

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
Q

Les oxydes hydratés ont un PCZ de 7 à 9. En contexte Qc, quel est leur impact ?

A

sols Qc = acide (6)
pH sol < PCZ
Les oxydes hydratés vont capter des atomes H.
Ils contribuent à la CEA

71
Q

Quelle charge constitue la CEA?
Quel est son lien avec le pH
Quelle autre particule de sol contribue?

A

Charges variables (un peu permanentes, mais vraiment pas bcp, donc négligeables)
CEA augmentent avec la diminution du pH
MO

72
Q

Quels sont les 3 types de roches?

A

Magmatique (ignée)
Sédimentaire
Métamorphique

73
Q

Quels sont les critères de classification des roches magmatiques ?

A
  1. Granulométrie de la roche
  2. Composition minéralogique
  3. Couleur et teneur en SiO2
74
Q

Quoi retenir de la granulométrie de la roche des magmatiques?

A

Granulométrie de la roche (vitesse de refroidissement)
Rapide -> difficile de voir minéraux
Lent -> facile de voir les minéraux

75
Q

Quels sont les types de roches selon le refroidissement? (magmatiques)

A
  1. Roches volcaniques
    Extrusives
    Refroidissement rapide
  2. Roches plutoniques (exemple montérigienne)
    Intrusives
    Refroidissement lent
  3. Roches subvolcaniques
    Intrusives en filons
    Refroidissement semi-rapide
76
Q

Classification par composition minéralogique (magmatiques)

A

Minéraux clairs (minéraux cardinaux):
- Quartz, feldspathsà

Minéraux colorés:
- Micas

77
Q

Couleur et teneur en SiO2 (magmatiques)

A

Tenur en SiO2 (silice, décroissant)
Roches felsiques
Roche intermédiaires
Roches mafiques
Roches ultramafics

78
Q

Classification roches sédimentaires

A

Terrigènes (débris roches et minéraux)
Allochimiques (animaux, végétaux)
Orthochimiques (réactions chimiques, précipitation)

79
Q

Formation roches sédimentaires

A
  1. Formation d’un sédiment
  2. Diagenèse
80
Q

Exemple formation d’un sédiment

A
  • Météorisation (altération) des roches (magmatiques, métamorphique, sédimentaire)
  • Mort d’organisme
  • Précipitation
81
Q

Exemple roches sédimentaires

A

Calcaires
Dolomies
Utilisées pour chauler les sols

82
Q

Roches métamorphiques formées à partir de quelles roches

A

à partir de roches magmatiques, sédimentaires ou même métamorphique

83
Q

Quels sont les types de métamorphismes

A

Régional (pression): grande superficie, plaques tectoniques
De contact (chaleur): autour du magma
D’impact (pression + chaleur): météorite

84
Q

Classification des roches métamorphiques

A

Roches mécaniques (pression)
Roches thermogéniques (chaleur)
Roches dynamogéniques (pression + chaleur)

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