Fisioquimica de las arcillas

Físico – Química de las Arcillas

Fisicoquímica de las arcillas. Una de las teorías más comunes desarrolladas para explicar la estructura interna de las arcillas es: La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa de esta forma atrae a los iones positivos del agua. También atrae a cationes de diferentes elementos: Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio, Aluminio, Hierro.Las moléculas del agua son polarizadas, es decir funcionan por medio de dipolos permanentes, por esta razón se dice que el agua siempre podrá atraer otro volumen de agua, y el agua adsorbida aumenta con la carga eléctrica de cada catión. Por lo anterior las partículas del suelo atraen los cationes se ve reforzada por la película de agua ligada a la partícula. Los científicos Winterkorn y Baverdescubrieron que la película de agua adherida al cristal de arcilla varía con respecto a la presión, diciendo que cuando la presión aumentaba a más de 6000kg/cm2 su punto de congelamiento ya no era a cero grado, por tanto las arcillas adheridas a esas partículas tienen propiedades de hielo; mientras que partículas de agua que no se encuentran cerca a la arcilla tienen propiedades intermedias y secomportan como un fluido de alta viscosidad. Intercambio catiónico. La capacidad de intercambio catiónico (CIC) expresa la cantidad de bases adsorbidas en las partículas de arcilla capaces de ser removidas. Se expresa en mili equivalentes cada 100 gramos de muestra. Las arcillas pueden cambiar los cationes adheridos a ellas, si se hace que circule a través de ellas una solución del catión que sedesee agregar. Algunas arcillas son menos sensibles al intercambio de cationes como la caolinitas mientras que otras poseen más posibilidades de intercambio como montmorilonitas y las ilitas. La capacidad de intercambio crece con el grado de acidez de los cristales, es decir que si el PH del suelo es menor, la actividad catiónica se hace más notable, también influye en la capacidad de intercambio laconcentración que circule por la masa de suelo.

Relaciones entre las fases sólida y líquida de una arcilla. Anteriormente se creía que los minerales de arcilla eran de naturaleza amorfa pero por el contrario se ha demostrado que son cristalinos altamente estructurados; por tanto la relación de estos cristales y el agua han adquirido un gran significado para el estudio de los comportamientosmacro físicos de las arcillas.

Nexos Primarios. Los nexos primarios que ocurren entre los átomos de un cristal de arcilla son los siguientes:

NEXOS IONICOS. Se establece entre dos átomos que tengan incompleto el número de electrones en sus bandas más exteriores sucede que uno de los átomos pierde electrones de su banda externa que pasaran a ocupar lugares de los electrones faltantes en la bandaexterna del otro. Los átomos que pierden o ganan uno o más electrones por este mecanismo se denominan iones y poseen carga eléctrica desbalanceada, positiva o negativa dependiendo que haya ganado o perdido electrones.

NEXOS COVALENTES. Ocurre entre dos átomos donde cada uno la falta uno o más electrones en sus bandas extremas. En estos casos se comparten electrones con un átomo vecino.
NEXOSA TRAVES DE UN NUCLEO DE HIDROGENO. El núcleo del átomo de hidrogeno, con su carga positiva puede ejercer fuerzas de cierta consideración sobre átomos, iones, o moléculas vecinas. Este nexo así establecido a través del núcleo de hidrogeno resulta más débil que lo iónica o que la covalente y cuando se establece entre dos láminas de las que constituyen un cristal de arcilla producen unionesrelativamente débiles y no muy estables.

Nexos Secundarios. Se conoce por este nombre aquellos nexos que se establecen entre las moléculas y a ellos corresponden niveles de energía relativamente bajos en comparación con los átomos. Este es el nexo más importante porque trata de la existencia de las llamadas fuerzas de van der Walis que son hasta cierto punto consecuencia de la naturaleza polar de...