Principales Minerales Arcillosos Y Sus Propiedades Químicas

UNIVERSIDAD DE SUCRE . FACULTAD DE INGENIERIA. GEOLOGÍA

PRINCIPALES MINERALES ARCILLOSOS Y SUS PROPIEDADES QUÍMICAS

Ing. HERALDO ALVIZ SANTOS. M.SC SUELOS

1. INTRODUCCION

Los minerales representan el 90% aproximadamente de la parte sólida del suelo (45% del volumen total). Los elementos mas abundantes son en primer lugar el oxigeno, seguido por el silicio y aluminio, y en menorproporción por hierro, calcio, magnesio. Sodio y potasio. Los demás elementos se encuentran en cantidades insignificantes.

En la corteza terrestre, de cada 100 átomos, mas de 60 son de oxigeno, mas de 20 de silicio, de 6 a 7 de aluminio y 2 de cada uno de los elementos de hierro, calcio, magnesio, sodio y potasio. Puede imaginarse la corteza terrestre como una armazón de átomos de oxigeno unidosen configuraciones de mayor a menor complejidad por iones de silicio y aluminio, mas pequeños y con elevadas cargas. Los intersticios de esta red (Si-AI-O) están ocupados por los iones Fe++, Fe+++, Ca++, Mg++, Na+ y K+ en coordinaciones propias de sus radios atómicos. Los minerales más abundantes en la corteza son los silicatos y aluminosilicatos, a los cuales pertenecen las arcillas y las micas.El término arcilla se usa en 2 sentidos: a) para designar partículas minerales cuyo diámetro es menor de 2 micras: y b) para referirse a minerales con estructura laminar. Las arcillas representan la fracción activa del suelo debido a que controlan todas las propiedades químicas, físicas y biológicas de este, puesto que tienen características muy particulares conferidas especialmente por sugran superficie específica (pequeño diámetro). Por su estructura y por las cargas eléctricas que poseen.

Muchas veces se afirma que este o aquel suelo posee tales o cuales características debido a que tiene tanta arcilla o a que no la tiene, o se explican muchos fenómenos por el tipo de arcilla presente en el suelo, pero sin conocer como es la estructura de esta arcilla, cuales son suscomponentes y a que se deben esas propiedades particulares.
En el presente capitulo se pretende dar una idea general de la estructura y composición de las arcillas. Pero antes se discutirán algunos conceptos básicos útiles para la mejor comprensión de este tema.

2.PRINCIPIOS BÁSICOS

Una buena comprensión de estos minerales requiere de los siguientes conceptos

2.1 COORDINACIÓN
Los elementosque se unen por enlaces electrotasticos se pueden imaginar como pequeñas esferas en contacto. Los cationes generalmente son mucho mas pequeños que los aniones, de tal manera que se pude considerar una estructura formada poliedros en los que el cation esta en el centro y los aniones determinan los vértices.
El numero de aniones que rodea a un cation se conoce como “numero de coordinación”. Porejemplo en el NaCI cada cation Na+ tiene 6 aniones CI como vecinos. Siendo el numero de coordinación del sodio 6 con respecto al cloro.

2.2 RELACIÓN DE RADIOS

El número de coordinación depende de los tamaños relativos de los iones coordinados. El tamaño relativo se expresa como la “relación de radios “: radio cation/radio anion; por ejemplo, la relación de radios para el enlacealuminio/oxigeno será:

Radio aluminio = 0.57 =0.43
Radio oxigeno 1.32

Cuando catión y anión tiene el mismo tamaño. La relación de radios es 1.y se forma una estructura hexagonal en que cada cation esta rodeado por 12 aniones (N.C.12.). Cuando el radio del cation es menor que el radio del anion se tienen relaciones de radios que varían entre 0 y 1. Los valores que tomaesta relación determinan diferentes números de coordinación y por lo tanto diferentes estructuras.

Como el N.C es un entero (4.6.8.etc.) existen valores limites de relación de radio para las cuales cada N.C. pueda establecerse; por ejemplo. La coordinación 4 (tetraédrica) es estable para relaciones de radios que varían entre 0.414 y 0.225; valores menores de 0.225 (cation muy pequeño) no...