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intrakristalline Quellung, bei der Quellung von Tonen wird zwischen der innerkristallinen und der osmotischen Quellung unterschieden. Die innerkristalline Quellung beruht auf der Schichtstruktur der Tonminerale und ist bedingt durch die Hydratation der austauschbaren Kationen. Die durch den isomorphen Ersatz im Kristallgitter der Silicatschichten erzeugte negative Überschussladung wird zwischen den Silicatschichten durch Kationen oder positiv geladenen Hydroxidschichten ausgeglichen und durch diese zusammengehalten. Die Bindung ist um so stärker, je höher die Ladung ist. Wenn der Zusammenhalt schwach ist, umgeben sich die Zwischenschicht-Kationen mit einer Hydrathülle (Hydratation) und drängen die Silicatschichten auseinander. Das Ausmass der so entstandenen Quellung ist ein wesentliches Merkmal zur Unterscheidung von Dreischichtmineralen, da es von der Höhe der Schichtladung und der Art der Zwischenschicht-Kationen abhängt.
Das am weitesten verbreitete Tonmineral mit innerkristalliner Quellung ist der Montmorillonit. Bei einem trockenen Montmorillonit liegen die Silicatschichten so dicht aufeinander, dass sie sich bei einem Schichtabstand von 9,6-10 Å fast berühren. Bei Kontakt mit Wasser hydratisieren die Zwischenschichtkationen. In Abhängigkeit vom herrschenden Partialdruck und vom Elektrolytgehalt werden ein (12,3 Å), zwei (15,2 Å) und vier ( > 15,2 Å) Wasserschichten ausgebildet (Abb.). Dabei bleibt die kristalline Ordnung weitestgehend erhalten. In Wasser oder elektrolytarmen Systemen können wesentlich mehr als vier Schichten ausgebildet werden. Der Schichtabstand kann über 20 Å steigen und die kristalline Ordnung geht verloren. CSch
 innerkristalline Quellung: Hydratationsstufen der Dreischicht-Tonminerale mit maximalem Wassergehalt. |
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