Ensayo De Influencia De Intercambio Cationico De Las Arcillas

Páginas: 5 (1105 palabras) Publicado: 22 de septiembre de 2012
ENSAYO

INFLUENCIA CATIÓNICA SOBRE LA HIDRATACION DE LAS ARCILLAS

INTRODUCCION

El objetivo de este ensayo es explicar cuál es la importancia que tienen los cationes sobre la hidratación de las arcillas, es decir, los efectos que ejercen sobre ellas, mediante la definición de algunos conceptos sobre las propiedades coligativas de la arcilla, y en esta forma tener una idea sobre lasaplicaciones que se le pueden dar en la industria petrolera.

DESARROLLO

Un entendimiento riguroso de las arcillas puede ser la herramienta más valiosa del ingeniero de lodos. La arcilla puede ser añadida intencionalmente, o puede entrar en el lodo como contaminante importante mediante la dispersión de los sólidos de perforación. En cualquier caso, la arcilla se convierte en una parte activa delsistema. Por este motivo, es necesario entender la química básica de las arcillas para controlar correctamente los lodos base agua.

Existe un gran número de minerales arcillosos, pero los que nos interesan en relación con los fluidos de perforación pueden ser clasificados en tres tipos.

1. El primer tipo consta de arcillas en forma de aguja no hinchables como la atapulguita o la sepiolita.2. El segundo tipo son las arcillas laminares no hinchables (o ligeramente hinchables): ilita, clorita y kaolinita.

3. El tercer tipo son las montmorillonitas laminares muy hinchables.

Las arcillas son generalmente del tipo de dos capas como la kaolinita o del tipo de tres capas como la montmorillonita (figura 2), la clorita o la ilita. Cada capa unitaria consta de una combinaciónde hojas de sílice dispuestas tetraédricamente y hojas de alúmina o magnesia dispuestas octaédricamente.

Las arcillas pueden ser eléctricamente neutras o estar cargadas negativamente. Por ejemplo, la pirofilita, una arcilla neutra (figura 3).

Si se sustituye un átomo de aluminio (Al3+) por un solo átomo de magnesio (Mg2+) en la estructura reticular (disposición de los átomos), ésta tendráun electrón excedente o una carga negativa (ver la Figura 4). La carga negativa neta es compensada por la adsorción de cationes (iones positivos) en las superficies de la capa unitaria, tanto en las superficies interiores como en las superficies exteriores del apilamiento.

Los cationes que se adsorben en las superficies de las capas unitarias pueden ser cambiados por otros cationes y se llamanlos cationes intercambiables de la arcilla. La cantidad de cationes por peso unitario de la arcilla se mide y se registra como capacidad de intercambio catiónico (CEC). El catión puede ser un ion de simple carga como el sodio (Na+) o un ion de doble carga como el calcio (Ca2+) o el magnesio (Mg2+).

La CEC es usada como medida de la reactividad de la arcilla, y se puede medir mediante unavaloración de azul de metileno.

Los cationes compensadores que se adsorben en la superficie de la capa unitaria pueden ser cambiados por otros cationes y se llaman los cationes intercambiables de la arcilla.

La cantidad de cationes por peso unitario de la arcilla es medida y registrada como la CEC (capacidad de intercambio catiónico). La CEC está expresada en miliequivalentes por 100 g de arcillaseca (meq/100 g) (tabla 2).

Para hacerse una idea de los cationes que reemplazarán a otros cationes en las posiciones de intercambio, se acepta generalmente la siguiente secuencia, disponiéndola en orden de preferencia decreciente:

H+ > Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > NH4+ > Na+ > Li+

Es decir que cualquier catión a la izquierda reemplazará a cualquier catión ubicado a suderecha. La concentración relativa de cada catión también afecta esta preferencia de intercambio catiónico. Aunque resulte más difícil reemplazar el calcio que el sodio, si la concentración iónica de Na+ es considerablemente más alta que la concentración de Ca2+, el sodio desplazará al calcio.

Los cationes adsorbidos pueden hidratarse y atraer una envoltura de agua que tiene una forma...
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