quimica de las arcillas

QUIMICA DE LAS ARCILLAS
INTRODUCCION
Arcilla es un termino que se usa para describer los sedimentos,suelos o rocascon particulas de un diametro menor a 2 micrones. Son minerales de silicato aluminico, en la clasificación mineralógica los minerales arcillosos están clasificados como silicatos estratificados que tienen camas formadas por capas de sílice y alumina ,capa que consta de unaestructura laminar y delgada llamada capa unitaria,cada capa alcanza aproximadamente 10 amgstroms,un gramo de monmorillonita de sodio tiene un área de superficiede capa total de 8,073ft
PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS
Las arcillas y los minerales de arcilla se analizan con técnicas especiales como:difracción de rayos-x,absorción infrarroja y microscopia electrónica.
Superfiie especifica:
Se define como elárea de la superficie externa mas el área de superficie interna de las partículas constituyentes por unidad de masa, expresada un m2/gr unos ejemplos son:
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2/gr
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2/gr
Capacidad de intercambio catiónico:
Se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a undeterminado pH,es equivalente a las cargas negativas del mineral.
Estas cargas pueden ser generadas de tres diferentes formas:
Sustitución isomorfica dentro de la estructura(80% de la carga total de la particula independiente del pH)
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas(Bordes cristalinos 20%)
Disociación de los hidroxilos accesibles(bordes cristalinos 20%)
CAPACIDAD DE ABSORCION:Esta relacionada con las características texturales(superficie especifica y porosidad)
HIDRATAION E HINCHAMIENTO:
La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las laminas dando lugar al hinchamiento.Este proceso depende del balance entre la atracción electrostática catión-lamina y la energía de hidratación del catión.
PLASTICIDAD:
Estapropiedad sedebe a que el agua forma una anvuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre or¡tras,la elevada plasticidad es consecuencia de su morfología laminar.
TIXOTROPIA:
Es el fenómeno consistente en la perdida de resistencia de un coloide,al moldearloy su posterior recuperación con el tiempo.
TIPOS DE ARCILLAS:
El primertipo de arcillas consta de arcillas en forma de aguja que no son hinchables.
ATAPULGUITA
SEPIOLITA
El segundo son las arcillas laminares no hinchables o ligeramente hinchebles
ILITA(TRAS CAPAS)
CLORITA(TRES CAPAS)
KAOLITA(TRES CAPAS)
El tercer tipo son las monmorillonitas laminares muy hinchables este tipo de arcillas se desarrola mas ampliamente en un insiso aparte.
ARCILLASMONTMORRILLONITICAS
Si se sustituye un atomo de aluminio por un atomo de magnesio en la estructura cristalina,esta tendrá un elctron o de carga negativa.La carga negativaneta es compensada por la adsorción de cationes en las superficies de capa unitaria, tanto en las superficies interiores como exteriores del apilamiento.Elcation puede ser un ion de simple carga como el sodio o un ion de doble cargacomo el calcio asi tenemos montmorillonitica sódica.
HIDRATACION DELAS ARCILLAS
El cristal de bentonita se compone de tras capas:una capa de alumina con una capa de sílice encima y otra debajo.La laminilla de arcilla esta cargada negativamente y una nube de cationes esta relacionada con esta.
Según el numero de cationes presentes,el espacio entre capas de la monmorillonita seca estará comprendidoentre 9,8(sodio)y 12,1(calcio) lleno de agua fuertemente ligada.
El espesor de la película de agua adsobida es controlado por el tipo y la cantidad de cationes asociados con la arcilla. Los cationes devalentes aumentan la furza de atracción entre laminas,reduciendo la cantidad de agua que se puede adsorber.
Como la bentonita sódica se hincha cuatro veces mas que la bentonita cálcica, la...