Hydrolyse

Bei der Hydrolyse (hydrolytische Verwitterung) werden die Ionen im Kristallgitter bestimmter Minerale an H+- und OH−-Ionen, die in Wasser durch Autoprotolyse permanent entstehen, gebunden, wodurch das Ionengitter zerfällt. Die Hydrolyse ist ein wichtiger Prozess der Bodenbildung, denn sie bildet die Initialreaktion der Umwandlung häufiger Silikatminerale (z. B. Feldspäte und Glimmer) in Tonminerale (z. B. Illit, Kaolinit, Montmorillonit, Smectit). So zerfällt beispielsweise Kalifeldspat nach der Reaktionsgleichung KAlSi₃O₈+H⁺ + OH⁻ ⟶ HAlSi₃O₈ + KOH in alumosilizische Säure und Kaliumhydroxid. Letztgenanntes wird durch Reaktion mit Kohlensäure in Kaliumcarbonat („Pottasche“, K2CO3) überführt und, da es gut wasserlöslich ist, mit dem Kluft-, Poren- oder Oberflächenwasser aus dem Gestein abgeführt. Die alumosilizische Säure reagiert mit Wasser nach der Reaktionsgleichung 2HAlSi₃O₈ + 9H₂O ⟶ Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4H₄SiO₄ zu Kaolinit und Orthokieselsäure. Letztgenannte ist wiederum löslich und wird abgeführt. Ändert sich jedoch unterwegs das chemische Milieu, kann aus dieser Verwitterungslösung SiO2 ausfallen und bildet dann Chalcedon­krusten (Silcretes).

Allgemein gilt: je feuchter das Klima, je höher die Temperatur und je geringer der pH-Wert, desto intensiver ist die Hydrolyse. In den warmen und feuchten Klimaten der tropischen und subtropischen Zone werden magmatische Gesteine und metamorphe Gesteine durch Hydrolyse und Oxidation oft bis zu Tiefen von 100 Metern verwittert. Geologen, die solche Tiefenverwitterung des Gesteins zuerst in den südlichen Appalachen untersuchten, nannten diese Verwitterungsschicht Saprolith (wörtlich „verfaultes Gestein“). Für den Bauingenieur bedeutet tiefgründig verwittertes Gestein ein Risiko beim Bau von Autobahnen, Dämmen oder anderen schwerlastigen Bauwerken. Zwar ist Saprolith weich und kann ohne viel Sprengarbeit von Baggern bewegt werden, jedoch besteht die Gefahr, dass das Material unter schwerer Belastung nachgibt, da es wegen seines hohen Gehalts quellfähiger Tonminerale unerwünschte plastische Eigenschaften besitzt.

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Verwitterung#Hydrolyse