रासायनिक अपक्षय क्या है चट्टानें, मिट्टी, खनिज, लकड़ी, और यहां तक कि हवा और पानी जैसे प्रकृति के तत्वों के संपर्क में आने वाली कृत्रिम सामग्री भी समय-समय पर आकृति विज्ञान और रासायनिक संरचना दोनों में महत्वपूर्ण परिवर्तन से गुजरती हैं और अंततः अपक्षय की प्रक्रियाओं द्वारा छोटे टुकड़ों में टूट जाती हैं। जब अपक्षय रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से होता है जो चट्टानों, मिट्टी, और खनिजों जैसी चीजों की रासायनिक संरचना को बदलते हैं, तो प्रक्रिया को रासायनिक अपक्षय के रूप में जाना जाता है। प्रक्रिया धीरे-धीरे होती है और परिणामस्वरूप माध्यमिक या नए खनिजों का निर्माण होता है।
सबसे आम प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाएं जो रासायनिक अपक्षय को प्रेरित करती हैं, वे हैं ऑक्सीकरण, हाइड्रोलिसिस, जलयोजन, कार्बोनेशन, और कमी। नीचे, हम इन प्रक्रियाओं पर चर्चा करते हैं और चट्टानों के प्रभावित होने के तरीके का निरीक्षण करते हैं।
रासायनिक अपक्षय की प्रक्रियाएँ क्या हैं
1. ऑक्सीकरण
चट्टानों के रासायनिक अपक्षय के मामले में, ऑक्सीकरण रॉक खनिजों के लिए ऑक्सीजन के संयोजन और संयोजन को संदर्भित करता है। चट्टानें ऑक्सीकरण से गुजरती हैं जब चट्टान में कुछ खनिज मौजूद ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं जो मिट्टी के पानी या वायुमंडल में मौजूद होते हैं। नमी की उपस्थिति में, ऑक्सीकरण की प्रक्रिया तेज हो जाती है। अंतिम परिणाम के रूप में, हाइड्रेटेड ऑक्साइड का उत्पादन किया जाता है।
हम में से अधिकांश जंग लगने की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से परिचित हैं। यह एक प्रतिक्रिया का परिणाम है जिससे आयरन (Fe2 + के रूप में) Fe3 + ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। हमारे रोजमर्रा के जीवन में हम जिन धातु की वस्तुओं का उपयोग करते हैं, उनके जंग लगने से अक्सर वस्तु का क्षरण होता है क्योंकि जंग लगे हिस्से नाजुक हो जाते हैं और आसानी से टूट जाते हैं। लोहे की सामग्री के साथ चट्टानों में भी इसी तरह की रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।
एक चट्टान में होने वाली ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया का उदाहरण इस प्रकार है:
4 FeO(फेरस ऑक्साइड) + O2 → 2F2O3 (फेरिक ऑक्साइड)
4F3O4 (मैग्नेटाइट) + O2 → 6Fe2O3 (हेमेटाइट)
ऑक्सीकरण से गुजरने वाली लोहे की सामग्री वाली चट्टानें अक्सर एक लाल-भूरे रंग का विकास करती हैं जो इंगित करता है कि चट्टान ऑक्सीकरण से गुजर रही है।
नमी की उपस्थिति में, प्रतिक्रिया उपज के लिए आगे बढ़ती है:
2F2O3 (हेमेटाइट) + 3H2O -> 2Fe2O3 .3H2O (लिमोनाइट)
2. हाइड्रोलिसिस
हाइड्रोलिसिस को रासायनिक अपक्षय की एक और महत्वपूर्ण प्रक्रिया माना जा सकता है। हाइड्रोलिसिस शब्द “हाइड्रो” से लिया गया है, जिसका अर्थ है पानी, और “लिसीस” जिसका अर्थ है ब्रेक-डाउन। प्रक्रिया हाइड्रोजन (H +) और हाइड्रोक्साइड (OH-) आयनों में पानी के पृथक्करण द्वारा संचालित होती है। ये आयन चट्टानों में मौजूद खनिजों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं ताकि चट्टानों की संरचना में बदलाव हो सके। सिलिकेट और कार्बोनेट खनिज सबसे अधिक हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।
आदर्श परिस्थितियों में, शुद्ध पानी एच + और ओएच-आयनों की उपज के लिए थोड़ा सा आयनित करता है जो तब खनिजों के साथ प्रतिक्रिया करके उन्हें हाइड्रोलाइज करते हैं। सैद्धांतिक रूप से, यदि पर्याप्त पानी उपलब्ध है, तो मूल खनिज पूरी तरह से भंग हो जाएगा। उदाहरण के लिए:
Mg2SiO4 + 4 H + + 4 OH⇌ g 2 Mg2 + + 4 OH− + H4ii4
हालांकि, वास्तव में, पानी शायद ही कभी एच + आयनों का दान करता है। हालांकि, स्थिति बदल जाती है, अगर कार्बन डाइऑक्साइड मौजूद है। गैस एक कमजोर कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी में आसानी से घुल जाती है जो तब H + दाता के रूप में कार्य करती है।
प्रतिक्रिया निम्नानुसार है:
Mg2SiO4 + 4 CO2 + 4 H2O O 2 Mg2 + + 4 HCO3− + H4S4O4
मिट्टी के खनिजों की उपज के लिए फेल्डस्पार की हाइड्रोलिसिस हाइड्रोलिसिस द्वारा चट्टानों के रासायनिक अपक्षय का एक उत्कृष्ट उदाहरण है।
प्रतिक्रिया निम्नानुसार है:
2 KAlSi3O8 (aluminosilicate feldspar) + 2 H2CO3 + 9 H2O H Al2Si2O5 (OH) 4 (काओलाइट, एक मिट्टी का खनिज) + 4 H4SiO4 + 2 K + 2 HCO3−
चट्टानों के कुछ रासायनिक घटक जैसे सोडियम क्लोराइड सीधे पानी में घुल जाते हैं। पानी द्वारा ऐसे पदार्थों के विघटन से चट्टान नरम हो जाती है, अंततः इसे टुकड़ों में तोड़ दिया जाता है। पानी का अम्लीकरण इस प्रक्रिया को तेज करता है।
3. जलयोजन
हाइड्रेशन भी एक प्रक्रिया है जिसके द्वारा रासायनिक अपक्षय होता है। जलयोजन में, खनिज पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है जिसके परिणामस्वरूप पानी के अणुओं और परमाणुओं के लिए एच + और ओएच-आयनों का कठोर लगाव होता है। खनिज द्वारा पानी का अवशोषण चट्टान के भीतर भौतिक तनाव को जन्म देने वाली चट्टान की मात्रा को बढ़ाने का काम करता है और अंततः चट्टान के टूटने की ओर जाता है। आयरन ऑक्साइड, एल्युमिनियम ऑक्साइड, एनहाइड्राइट आदि कुछ ऐसे रॉक मिनरल्स हैं जो हाइड्रेशन से गुजरते हैं। ऐसी प्रतिक्रिया के दो उदाहरण नीचे दिए गए हैं:
2Fe2O3 (हेमटिट) + 3H2O → 2Fe2O3.3H2O (लिमोनाइट)
Al2O3 (बॉक्साइट) + 3H2O → Al2O3.3H2O (हायड्रोजन एल्यूमीनियम ऑक्साइड)।
4. कार्बोनेशन
कार्बोनेशन चट्टानों, मिट्टी और खनिजों के रासायनिक अपक्षय के बारे में भी बताता है। कार्बोनेशन से तात्पर्य दो-चरणीय अभिक्रिया के द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड को सब्सट्रेट से बांधना है। सबसे पहले, कार्बन-डाइऑक्साइड कार्बोनिक एसिड बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। अगला, कार्बोनिक एसिड कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट का उत्पादन करने के लिए चट्टानों में खनिजों के साथ प्रतिक्रिया करता है।
कैल्शियम कार्बोनेट (चूना पत्थर) युक्त चट्टानों का कार्बोनेशन रासायनिक अपक्षय की एक सामान्य प्रक्रिया है जो कैल्शियम बाइकार्बोनेट के गठन की ओर ले जाती है जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। इस तरह की प्रतिक्रियाएं चूना पत्थर में खोखले स्थानों के गठन की ओर ले जाती हैं जो अंततः चूना पत्थर की गुफाएं बनाती हैं। ठंडे तापमान में कार्बोनेशन प्रतिक्रियाएं तेज़ होती हैं क्योंकि ठंडा पानी गर्म पानी की तुलना में कार्बन डाइऑक्साइड को अधिक घोलता है।
चूना पत्थर की कार्बोनेशन प्रतिक्रिया नीचे प्रस्तुत की गई है:
प्रतिक्रिया में पहला कदम: पानी और कार्बन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया से कार्बोनिक एसिड का गठन।
CO2 + H2O → H2CO3
प्रतिक्रिया में दूसरा चरण: कार्बोनिक एसिड और कैल्शियम कार्बोनेट के बीच प्रतिक्रिया द्वारा कैल्शियम कार्बोनेट का गठन।
H2CO3 + CaCO3 → Ca (HCO3) 2
5. कमी(Reduction)
एक रॉक खनिज से O2 को हटाने के परिणामस्वरूप कम माध्यमिक खनिज का उत्पादन भी रासायनिक अपक्षय की प्रक्रियाओं में से एक है। ऐसे जल के वातावरण में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति या निम्न स्तर के कारण रॉक खनिज पदार्थों में कमी प्रतिक्रियाओं को कम करने के लिए जलजनित परिस्थितियों में न्यूनीकरण प्रतिक्रियाएं आम हैं। इस तरह की प्रतिक्रिया का एक उदाहरण नीचे दिया गया है:
2Fe2O3 (हेमेटाइट) – O2 → 4FeO (फेरस ऑक्साइड)
चट्टानों के रासायनिक अपक्षय का अंत परिणाम
उपरोक्त प्रक्रियाओं द्वारा रासायनिक अपक्षय चट्टानों की रासायनिक संरचना को बदलने का कार्य करता है। यह चट्टानों को अधिक भंगुर बनाता है या चट्टान के खनिजों को पानी में अधिक घुलनशील बनाता है। इस प्रकार, चट्टानें ख़राब होने लगती हैं और अंततः कुछ समय के लिए छोटे टुकड़ों में टूट जाती हैं, जिसके बाद कटाव वाली चट्टानें अपने उद्गम स्थल से चट्टान के टुकड़ों को हटा देती हैं और आगे के क्षरण और पृथक्करण के साथ दूर दूर तक ले जाती हैं।
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