Superficie especifica

. Superficie específica, superficie externa e interna
Se denomina superficie específica al área de la superficie por unidad de masa (m
2 /g). Constituyela suma del área de la superficie de todas las partículas que forman un gramo de material.En el caso de los suelos, la superficie de las partículas presenta una alta reactividad físico-químicacon el medio, lo que implica la existencia defenómenos como la adsorción de cationes ymoléculas de agua o variación de la carga eléctrica y de las fuerzas de atracción-repulsión entrepartículas en función del pH, salinidad y temperatura del medio. La fuerte dependencia quepresentan estos fenómenos en función de la superficie específica, hace que este parámetro tengauna importancia decisiva en el comportamiento físico-químico y mecánico del materialgeológico.La superficie específica (m2/g) de un suelo depende de dos factores

Morfología de las partículas
la superficie específica aumenta cuanto más se aleja lamorfología de la equidimensionalidad: es mínima en la esfera y máxima en morfologíasfibrosas y laminares.

 
Tamaño de las partículas
la superficie específica aumenta al disminuir el tamaño departícula.

A continuación semuestran en la Tabla 1 las fórmulas que expresan el volumen y área de unapartícula en función de su morfología, así como el número de partículas que cabrían en un gramode suelo y la superficie específica (superficies de todas las partículas que caben en un gramo desuelo). Tanto en placas como en fibras, la dimensión menor (X) es al menos la décima parte de2R


De esta forma se han calculado en laTabla los valores teóricos de una arena y dos arcillas, introduciendo valores reales de peso específico relativo y densidad seca aparente. Se ha considerado en todos los casos un volumen de 10 cm
Entre las dos arcillas simuladas, cuya morfología es láminar en ambos casos, la única diferencia existente es la relación entre lasdimensiones. La caolinita suele formar partículas gruesas, adiferencia de las esmectitas, queforman láminas extremadamente finas



Como se puede observar en la tabla anterior, la arena da una superficie específica de 0,036 m
2 /g,la caolinita 115,2 m2/g y la esmectita 9.792 m
2 /g. Las principales razones de una variación tan grande en los resultados se deben fundamentalmente a dos factores, ya mencionados anteriormente. En primer lugar laequidimensionalidad de las partículas ejerce una fuerte influencia en el valor de la superficie. A medida que las partículas se hacen más laminares (XR/2Rdisminuye), la superficie aumenta. Por otro lado, a medida que las partículas son más pequeñas ,hay mayor número de partículas en un gramo: 11.531 partículas de arena/g, 4,8·10
13partículas de caolinita/g y 4,8·1017 partículas de esmecita en un gramo de suelo.Los efectos combinados deestos dos condicionantes determinan la magnitud de la superficie específica de las partículas de los suelos


Esta clasificación no es aleatoria, sino que atiende a criterios estrictamente físico-químicosrelacionados con la validez (o no) de la Ley de Kelvin, utilizada en la interpretación de lasisotermas de adsorción de nitrógeno.

En los microporos 
la interacciónpotencial es significativamente superior que en poros másanchos debido a la proximidad de sus paredes, por lo que la cantidad de nitrógenoadsorbida a una presión determinada es mayor. No se cumple la Ley de Kelvin.

En los mesoporos 
tiene lugar la condensación capilar, dando lugar al bucle de histéresiscaracterístico en su isoterma, según describe matemátimamente la Ley de Kelvin.

En el rangode los macroporos 
,éstos son tan grandes que resulta virtualmente imposibletrazar una isoterma en detalle porque las presiones relativas son muy cercanas a launidad. De hecho, si el material estudiado presenta una estructura muy abierta con porosmuy grandes, por encima del rango que detecta esta técnica, es frecuente que suspropiedades adsortivas sean las de un sólido completamente no...