TALLER QUIMICA DE LAS ARCILLAS

TALLER QUIMICA DE LAS ARCILLAS

1. Origen de las arcillas y características básicas
2. Composición química de las arcillas
3. Estructura química de las arcillas
4. Por qué las arcillas poseen cargas eléctricas.
5. Por qué las arcillas al entrar en contacto con el agua desarrollan coloides.
6. Efectos y mecanismos de hidratación y de compactación de las arcillas.
7. Efectos diagenéticos de las arcillas
8. Clasificación de color de las arcillas y de qué depende
9. Tipos de arcillas usadas en la industria petrolera
10. Descripción de montmorillonita
11. Descripción de atapulguita
12. Qué es la bentonita y qué es el rendimiento de la bentonita
13. Qué es una arcilla organofílica y qué es el activador polar de la arcilla organofílica

Escriba dentro del paréntesis de la columna derecha el número que corresponda de la columna izquierda.  

1.Origen de las arcillas y características básicas

Durante millones de años, el planeta tierra sufrió cambios continuos como:

 - Enfriamiento de la masa de material fundido.

 - Sedimentación de los materiales más pesados.

 - Acción de los agentes geológicos: Agua, glaciares, viento, etc

En la actualidad la composición de las rocas de la cortea terrestre, hasta una profundidad de 15km. es aproximadamente de: SiO2 59.14% AI203 15.34% Lo que supone que alrededor de un 75% del total de la corteza de la tierra está formada por Si y Al que como veremos son los elementos esenciales de la arcilla. El otro 25% está formado por Fe20, Na20, K20, CaO, MgO, Ti02, H20.

Estos óxidos que formaban la masa fundida de la superficie de la tierra, se unen entre sí de distintas formas en el periodo del enfriamiento y forman minerales. Los principales en la Corteza terrestre son:

 - FELDESPATOS 59.5%

- FERROMAGNESIO 16.8%

- CUARZO 12.0% - BIOTITA 3.8%

- MINERALES DE TITANIO 1.5%

- RESTO 6.4%

 Constatamos que el feldespato es el mineral más corriente en la superficie de la tierra y de su descomposición, como veremos, se origina la arcilla.

Los feldespatos se forman en estratos profundos de la superficie de la tierra y proceden de las rocas volcánicas y graníticas. Hay una derivación:

 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.

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