TALLER QUIMICA DE LAS ARCILLAS

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ROCAS GRANÍTICAS → FELDESPATOS → ARCILLAS

Los feldespatos más corrientes son:

ORTOCLASA: K20. AL203. 6SiO2

ALBITA: Na20. Al2O3. 6SiO2

ANORTITA: CaO. Al203. 2SiO2

Las anteriores son fórmulas típicas que nos revelan que los feldespatos están constituidos por alúmina (Al203) y Sílice (SiO2), combinados con uno o más óxidos de naturaleza alcalina (óxidos metálicos solubles en el agua). A partir de los feldespatos, Que se desintegran por la acción geológica, se va a producir una transformación Química Que como resultado origina la arcilla. El proceso es el siguiente:

K2O. Al2O3. 6SiO2 + xH2O→ Al2O3. 2SiO2. 2H2O + 2KOH + 4SiO2

Feldespato + agua y tiempo →Silicato de aluminio hidratado +álcalis en +sílice intemperación (caolinita) agua libre.

De todo lo anterior podemos llegar a dos conclusiones:

La arcilla es el producto del envejecimiento geológico de la superficie de la tierra.

La arcilla es extremadamente corriente y abundante en la naturaleza. Las arcillas se presentan comúnmente como tierras arcillosas. Todas ellas tienen en común el Silicato de Aluminio Hidratado (Al2O3. 2SiO2. 2H2O) como principal componente. Es decir, la arcilla está formada fundamentalmente por alúmina y sílice combinados con agua. Generalmente se hacen plásticas cuando están húmedas y pétreas por la acción del fuego. Estas propiedades dan a las arcillas su utilidad, puesto que se les puede moldear en casi todas las formas, las cuales conservan después de ser sometidas a la acción del fuego. La arcilla tiene muchos otros usos además de la cerámica, principalmente en la construcción y fabricación.

2.Composición química de las arcillas

La arcilla no es un mineral sino un agregado de minerales y de substancias coloidales que se han formado mediante la desintegración química de las rocas alumínicas. Está compuesta principalmente por sílice, alúmina y agua; conteniendo también otras substancias como fragmentos de rocas, de óxidos hidratados de hierro, álcalis y materiales coloidales. En esencia los minerales de la arcilla son silicatos de aluminio. En algunas arcillas los elementos alcalinos se presentan como constituyentes; en otras el magnesio, el hierro o ambos elementos sustituyen total o parcialmente al aluminio. La mayoría de las arcillas se han formado por la desintegración de rocas con un alto contenido de alúmina, a pesar de que algunas son producto del metamorfismo. Estas últimas aparecen sólo en pequeñas cantidades.

3.Estructura química de las arcillas

Estos minerales se constituyen de láminas de tetraedros con una composición química general de Si2O5 en donde cada tetraedro (SiO4) está unido en sus esquinas a otros tres formando una red hexagonal. Aluminio y hierro pueden parcialmente reemplazar al silicio en la estructura mientras. Los átomos de oxígeno ubicados en los ápices de los tetraedros de estas láminas pueden, al mismo tiempo, también formar parte de otra lámina paralela compuesta de octaedro. Estos octaedros suelen estar coordinados por cationes de Al, Mg, Fe3+ y Fe2+. Más infrecuentemente átomos de Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn ocupan dicho sitio de coordinación.

4.Por qué las arcillas poseen cargas eléctricas

La capacidad de captación iónica varía de una arcilla a otra y se relaciona directamente con las características estructurales antes señaladas. Así, las capacidades adherentes o sorcitivas de las arcillas en general, provienen de una paradoja estructural: las arcillas están “mal hechas”, presentando tal descompensación de cargas que justamente por eso, pueden captar cationes o moléculas. Dicho en otras palabras, si las arcillas no estuvieran descompensadas eléctricamente, su interés como intercambiadores iónicos sería nulo.

5.Por qué las arcillas al entrar en contacto con el agua desarrollan coloides

Es importante distinguir las Disoluciones, Suspensiones y Coloides ya que es fácil confundirlos:

Disoluciones: son mezclas homogéneas formadas por sustancias cuyas partículas se dispersan y entremezclan a nivel atómico o iónico. Son disoluciones las siguientes mezclas: sal en agua, alcohol etílico en agua, gases que forman el aire, metales que forman una aleación.

Suspensiones: son mezclas heterogéneas formadas por partículas de tamaño superior a 1 micra que se encuentran suspendidas en un medio sin ser solubles. Ejemplos de suspensiones: Jugo de frutas, agua turbia de los ríos que sedimenta a su desembocadura.

Un Coloide, Solución Coloidal, Dispersión Coloidal o Sustancia Coloidal: es una mezcla formada por partículas microscópicas inferior a 1 micra en estado sólido (fase dispersa) que están dispersas en una sustancia (fase fluida o dispersor). Entonces se puede decir que la arcilla actúa como fase dispersa y el agua actúa como fase continúa formando un coloide bebido a el pequeño tamaño de las partículas de sus componentes.

6.Efectos y mecanismos de hidratación y de compactación de las arcillas.

Entre las principales características de la hidratación de las arcillas se encuentran:

-Las arcillas están formadas por cristales muy pequeños

-Tienen la capacidad de intercambiar iones.

-Son capaces de variar su composición química interna.

-Pueden alojar moléculas en el interior de su espacio interlaminar.

-Los cambios físicos de la estructura laminar son reversibles, por ejemplo: el Hinchamiento.

8.Clasificación de color de las arcillas y de qué depende

Los diferentes tipos de arcilla según el color, se han usado desde tiempos muy lejanos con fines medicinales y embellecedores. Las arcillas estimulan la eliminación de agentes tóxicos. A continuación, una breve clasificación según el color:

Arcilla blanca

La arcilla blanca, también conocida con el nombre de caolín, tiene un alto poder desintoxicante,