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Clays and Clay Minerals

, Volume 22, Issue 5–6, pp 409–416 | Cite as

The Synthesis of Zinc Silicates at 20°C and Atmospheric Pressure

  • K. G. Tiller
  • J. G. Pickering
Article

Abstract

Zinc silicates were synthesized under conditions analogous to surficial weathering environments. The main product, regardless of conditions of precipitation or ageing, was shown by X-ray, i.r., electron microscopic and chemical evidence to be a 2:1 layered zinc silicate equivalent of stevensite. In the presence of aluminium, a 1:1 layered zinc silicate was formed as well, in confirmation of published work. The stability of the zinc silicate, in relation to carbonate, was favoured by the presence of aluminium in the lattice and silicic acid in the equilibrium solution. Zinc layer silicates were formed under conditions that generated orthorhombic zinc hydroxides and/or basic salts in the absence of silicon; the involvement of the brucitic zinc hydroxide (α-form), as proposed by earlier workers, could not be supported. Crystalline zinc layer silicates were formed by the slow evolution of the initial gels. Such layer silicates, but not willemite or hemimorphite, could have an important role in the control of chemical reactions of zinc in soils.

Résumé

Des silicates de zinc ont été synthétisés dans des conditions analogues à celles de l’environnement superficiel naturel.

On a pu montrer, par diffraction X, i.r., microscopie électronique et analyse chimique que, quelles que soient les conditions de précipitation et de vieillissement, le produit principal est un phyllosilicate de zinc 2:1 équivalent à la stevensite.

En présence d’aluminium, un phyllosilica!e de zinc 1:1 se forme, conformément aux travaux antérieurs. La stabilité du silicate de zinc par rapport au carbonate, est favorisée par la présence d’aluminium dans le réseau et d’acide silicique dans la solution à l’équilibre.

Les phyllosilicates de zinc se sont formés dans des conditions qui engendrent des hydroxydes de zinc orthorhombiques et/ou des sels basiques, en l’absence de silicium; l’intervention d’hydroxyde de zinc brucitique (forme α), proposée dans des travaux antérieurs, ne peut plus être avancée.

Les phyllosilicates de zinc cristallins se sont formés par évolution lente des gels initiaux. De tels phyllosilicates, mais non la willemite ou l’hémimorphite, pourraient jouer un rôle important dans le contréle des réactions chimiques faisant intervenir le zinc dans les sols.

Kurzreferat

Zinksilikate wurden unter Bedingungen synthetisiert, die dem Verwitterungsmilieu an der Erdoberfläche analog sind. Unabhängig von den Fällungs- oder Alterungsbedingungen konnte röntgenographisch, infrarotspektroskopisch sowie elektronenmikroskopisch und chemisch als Hauptprodukt ein 2:1-Zinkschichtsilikat nachgewiesen werden, das dem Stevensit äquivalent ist. In Gegenwart von Aluminium wurde in Bestätigung veröffentlichter Arbeiten ebensowohl ein 1:1-Zinkschichtsilikat gebildet. Die Stabilität des Zinksilikates im Verhältnis zu Carbonat wurde durch die Gegenwart von Aluminium im Gitter und von Kieselsäure in der Gleichgewichtslösung begünstigt. Zinkschichtsilikate wurden unter Bedingungen gebildet, die in Abwesenheit von Silicium orthorhombische Zinkhydroxide und/oder basische Salze entstehen lassen. Die Beteiligung des brucitischen Zinkhydroxids (α-Form), wie sie von früheren Autoren angenommen wurde, konnte nicht bestätigt werden. Kristalline Zinkschichtsilikate wurden durch langsame Entwicklung aus den ursprünglichen Gelen gebildet. Solche Schichtsilikate, jedoch nicht Willemit oder Hemimorphit, könnten eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der chemischen Reaktionen von Zink in Böden spielen.

Резюме

Силикаты цинка синтезировались при условиях, аналогичных поверхностным погодным окружающим условиям. Несмотря на условия осаждения или старения, основной продукт, как показано рентгеновскими, инфракрасными лучами, электронным, микроскопическим и химическим способами, оказался 2: 1 слоистым цинковым силикатом эквивалентным стивенситу. В присутствии алюминия образовался также 1: 1 слоистый силикат цинка, в подтверждение опубликованной работы. Стабильность цинкового силиката в отношении к карбонатам улучшалась присутствием в сетке алюминия и кремневой кислоты в равновесном растворе. Слоистые силикаты цинка получались в условиях, которые образовали орторомби-ческие цинковые гидроокиси и/или основные соли без присутствия кремния. Предполагаемое прежними работниками получение бруциновой гидроокиси цинка (α-тип) не подтвердилось. Кристаллические слоистые силикаты цинка формировались медленной эволюцией исходных гелей. Такие слоистые силикаты, за исключением виллемита или гемиморфита, могут играть значительную роль при контроле химических реакций цинка в почвах.

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Copyright information

© Clay Minerals Society 1974

Authors and Affiliations

  • K. G. Tiller
    • 1
  • J. G. Pickering
    • 1
  1. 1.Division of SoilsCSIROGlen OsmondSouth Australia

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