Schichtladungsdichte

Die Schichtladungsdichte ist eine fundamentale Eigenschaft von Tonmineralen. Die Schichtladungsdichte wird zur Untergliederung der Tonminerale verwendet und bestimmt die Höhe der Kationenaustauschkapazität und ob ein Tonmineral quellfähig ist. Durch Austausch von Zwischenschicht-Kationen gegen Alkylammonium-Ionen können quellfähige 2:1-Tonminerale zuverlässig charakterisiert werden. Das gilt besonders für die schwer zu unterscheidenden hochgeladenen Smektite und niedriggeladenen Vermikulite (zuverlässiger zu bestimmen als durch Aufweitungstests mit Ethylenglycol oder Glyzerin).

Mit Hilfe der Bestimmung der Schichtladungsdichte wird auch die Möglichkeit eröffnet, eine quantitative Analyse von Bentoniten durchzuführen. Nach Einlagerung dieser Tensidalkyl-Ketten in die Zwischenschichten der Smektite und Auswertung der Peaklagen wird die Schichtladungsdichte berechnet und in günstigen Fällen zusammen mit der Kationenaustauschkapazität unter der Annahme von etwa 10-20 % Kantenladung der Smektitgehalt kalkuliert. Zur Berechnung der Mineralformeln von Smektiten ist die Schichtladungsdichte unverzichtbar.

Literatur:

• Kaufhold, S. 2006. Comparison of methods for the determination of the layer charge density (LCD) of montmorillonites. Applied Clay Science, 34, 14-21
• Kaufhold, S., Dohrmann, R., Stucki, J.W., Anastácio, A.S. 2011. Layer charge density of smectites – closing the gap between the structural formula method and the alkyl ammonium method. Clays and Clay Minerals, 59, 200-211