CARACTERES DE LA FASE DISPERSA 1 TAMAO NATURALEZA

CARACTERES DE LA FASE DISPERSA 1. -TAMAÑO

NATURALEZA QUIMICA Y BIOLOGICA DE LAS PARTICULAS DE ARCILLA Fracción de arena y limo Fracción de arcilla • El análisis químico de la fracción de arcillas muestra que esta compuesta principalmente: Si. O 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 Y H 2 O • Cantidades variables: Ti. O 2, Ca. O, Mg. O, Mn. O, K 2 O, Na 2 O Y P 2 O 5

LAMINA DE SILICE TETRAEDRO 1 Si + 4 O VISTA BASAL DE UNA LAMINA DE TETRAEDROS

OCTAEDRO 1 Al + 6 OH HOJA DE OCTAEDROS CAPA LIMITE HOJAS DE OCTAEDROS Y TETRAEDROS

Diagrama de capas de minerales de arcilla

GRUPOS DE MINERALES DE ARCILLA 1. • • GRUPO DE CAOLIN 1 lamina de silice + 1 lamina de alumina pertenecen: caolinita dickita nacrita poca o ninguna sustitucion isomorfica presentan poca dilatacion, contraccion y plasticidad

2. - GRUPO DE MICAS HIDRATADAS • DOS HOJAS DE SILICE + 1 DE ALUMINA • SUBGRUPOS PRINCIPALES SON LA ILITA Y LA VERNACULITA. • EXISTE SUSTITUCION ISOMORFICA DEL Si POR EL Al, Mg y Fe.

3. - GRUPO DE MONTMORILLONITA • • • Dos laminas de sílice + 1 lamina de alúmina Subgrupo: montmorillonita, la beidelita y la nontronita Existe alguna sustitución isomórfica(montmorillonita si por Al y de Al por Fe y Mg)

4. GRUPO DE PALIGORSKITA § Estructura reticular 2: 1 § Subgrupos: Attapulgita y sepiolita. § Presenta sustitución isomórfica

FORMA DE LAS PARTICULAS DEL SUELO En la superficie tenemos tres tipos de suelo : arcilloso, limo y arena cada una con diferentes formas de partícula. • Prueba (doble refracción

Forma de la arcilla

Forma de la arena Arenas son aquellos fragmentos de trituración artificial o natural de las rocas (piedras), los cuales en muchas ocasiones son apreciables sin necesidad de ayuda de equipos adicionales (lupa, microscopio).

LIMO La forma de las partículas del suelo limo o franco, está compuesto por partículas de arcilla y arena, estos a su vez van acompañado de materia orgánica (residuos, vegetales y animales).

SUPERFICIE ESPECÍFICA DE LAS PARTICULAS (arcilla limo arena) La cantidad de superficie por unidad de masa es una propiedad característica de todos los sistemas dispersos. La extensión superficial de un sistema disperso se expresa en términos de “superficie específica”, que es el número de centímetros cuadrados de superficie por gramo o por centímetro cubico de fase dispersa.

B) Luego córtese este cubo en otros más pequeños cuyas aristas midan 1/10 de la longitud original (1 mm). tales partículas tendrán aproximadamente el tamaño de las partículas de arena gruesa. Cada cubo tendrá un volumen de 1 mm 3 y una superficie de 6 mm 2, pero como se han formado mil cubos de 1 mm 3, la superficie total será de 6000 mm 2 = a 60 cm 2 (tamaño de la arena)

� Esto quiere decir que si hacemos la división de ese cubo a números mayores la superficie especifica aumenta. Éste aumento es de manera inversamente proporcional. � Superficie por kilogramo. Esta superficie es mayor o menor según el tamaño de las partículas del suelo. Cuando las partículas son pequeños su superficie es más elevada que cuando se trata de agregados gruesos. � La composición, forma y tamaño de las partículas del suelo, influyen sobre la resistencia y calidad del suelo. Su influencia viene determinada indirectamente

RELACION CON LA FORMA DE LAS PARTICULAS Área de la superficie en relación de la forma de las partículas Forma Radio (cm) Aumento en la superficie (%) Esfera disco 1 x 10 -4 4. 2 x 10 -12 1. 26 x 10 -7 h=1 x 10 -4 cm 1. 155 x 10 -4 4. 2 x 10 -12 1. 56 x 10 -7 23. 8 h=5 x 10 -5 cm 1. 67 x 10 -4 4. 2 x 10 -12 1. 84 x 10 -7 45. 8 h=2 x 10 -6 cm 2. 58 x 10 -4 4. 2 x 10 -12 4. 51 x 10 -7 257. 8 h=1 x 10 -5 cm 3. 65 x 10 -4 4. 2 x 10 -12 8. 59 x 10 -7 538. 9

Las partículas en forma de disco hacen contactos más íntimos que las esféricas. Cuatro esferas pueden tener seis puntos de contacto. En cambio cuatro discos de un mismo tamaño hacen contacto casi las ¾ partes de la superficie. es así pues que las partículas esféricas ofrecen una débil fuerza de cohesión, mientras que la partículas en forma de placas producen un mayor fuerza de cohesión cuando su orientación es máxima.

Superficie específica, capacidad de intercambio de cationes y densidad de carga de varios minerales del suelo- arcilla mineral de arcilla Superficie especifica(m 2/g) Capacidad de intercambio de cationes (me/g) Densidad de carga (me/ m 2 x 103) Caolinitas 5 -20* 0. 03 -0. 15† 6 -7. 5‡ Ilitas 100 -200* 0. 10 -0. 40† 1. 0 -2. 0‡ Vermiculitas 300 -500* 1. 00 -1. 50† 3. 0 -3. 3‡ Motmorillonitas 500 -800* 0. 80 -1. 50† 1. 1 -1. 9‡ N 2 BCP EG N 2 BCP Ilita 1 § 93 96 91 0. 26 2. 8 2. 7 Ilita 2§ 132 138 144 0. 41 3. 1 2. 9 Caolinita 1§ 17 21 0. 043 2. 5 2. 0 Caolinita 2§ 36 -- 0. 050 1. 4 1. 4 Caolinita 3§ 40 9 13 0. 030 0. 75 3. 3 Motmorillonita 1§ 47 800 -- 0. 98 21. 0 1. 6 Motmorillonita 2§ 49 600 -- 0. 98 21. 0 1. 6 Motmorillonita 3§ 101 800 -- 0. 99 9. 8 1. 22

COMPORTAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE LAS PARTICULAS Densidad de carga Las cargas son equilibradas por cationes (iones positivos) que son adsorbidos por la superficie plana e intercambiables por otros cationes. Además en los bordes de los cristales hay enlaces rotos que crean cargas negativas, las que son también equilibradas por cationes intercambiables. Los enlaces rotos son la fuente principal de cargas negativas (80 %) Los experimentos han demostrado que en algunos minerales, aumentan las cargas negativas y la CIC a medida que aumenta e p. H del suelo

Adsorción iónica: -cationes. La adsorción de cationes se produce para equilibrar las cargas negativas que surgen de las sustituciones isomorfas en la red cristalina de las partículas (arcilla, limo, arena) que brotan en los enlaces de los cristales 80% de los sitios de adsorción se encuentran en las superficies de los planos. Adsorción de aniones. Se origina por rotura de enlaces principalmente en la lámina octaédrica de la alúmina que expone grupos OH en los bordes de los minerales del suelo

Capacidad de intercambio de cationes y aniones de varios minerales del suelo-arcilla (Schoen, 1953) Mineral Capacidad de intercambio de cationes (me/100 g) Capacidad de intercambio de aniones(me/100 g ) p. H de equilibrio Nontromita 87 13 6. 7 2. 4 Bentonita 62 15 4. 1 3. 1 Ilita 21 9 2. 3 4. 5 Caolinita 27 43 0. 63 4. 7 Halloysita 4 7. 7 0. 52 4. 3 c/a Las arcillas poseen gran capacidad de intercambio de cationes, presentan adsorción de aniones en valores muy pequeños de p. H.

ADSORCIÓN Y FLOCULACIÓN DE IONES ADSORCION: La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas de gases, líquidos o solidos disueltos son atrapados o retenidos en una superficie, en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es decir, la adsorción es un proceso en el cual, por ejemplo, un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua mediante el contacto con una superficie sólida (adsorbente).

FLOCULACIÓN la floculación es un proceso de formación de partículas de mayor tamaño llamado flóculos por agregación de partículas mas finas (floculantes). La suspensión se hace inestable y se produce una sedimentación, esto tiene una gran importancia en la formación de los agregados del suelo y en su estabilidad.

LA SUPERFICIE ESPECÍFICA La superficie específica o área superficial se define como el área de la superficie interna más el área de la superficie externa. Es una propiedad de los solidos. Se la define tanto como área superficial dividida por la masa (en cuyo caso sus unidades son m²/kg), o área superficial dividida por el volumen (en cuyo caso sus unidades son m²/m³).

FACTORES QUE AFECTAN LA SUPERFICIE ESPECÍFICA Tamaño de las partículas. La superficie especifica de una partícula, se define, como el total de superficie de partículas por unidad de volumen(m 2/m 3) o de masa (m 2/gr). a < tamaño > s Por ejemplo en el caso de las arcillas.

FORMA DE LAS PARTICULAS POROSIDAD DE LAS PARTICULAS En este caso a mayor porosidad se tiene mayor superficie interna.

ANÁLISIS DEL TAMAÑO DE LAS PARTICULAS Por la correlación existente entre la superficie especifica y el tamaño de las partículas, la distribución centesimal de los diversos tamaños de partículas es un carácter importante del suelo cuya determinación para caracterizar la textura es uno de los análisis mas comunes en la física de los suelos. El éxito dependerá: q De la preparación de la muestra q Del adecuado fraccionamiento de las muestras en los distintos grupos de partículas.

PREPARACIÓN DE LA MUESTRA los objetivos principales son obtener la dispersión máxima y mantener esta dispersión durante el análisis. Y esto puede hacerse mediante: 1. La eliminación de los agentes cementales. 2. La rehidratación de las partículas de arcilla. 3. La dispersión física y química de las partículas.

FRACCIONAMIENTO DE LA MUESTRA Estando el suelo formado por partículas de diversos tamaños, y puesto que el análisis del tamaño de partículas se hace para determinar la distribución centesimal de los grupos de tamaños en la masa de suelo, surge el problema de los medios para la realización del análisis disponiendo de una serie graduada de cribas y tamices.