Coloides Del Suelo

COLOIDES DEL SUELO

4.1. Aspectos generales

Los coloides son partículas cuyos tamaños varían de 0,2 a 0,001 μm. Disponen de energía libre de tensión superficial, es decir, una carga eléctrica específica, y por tanto son capaces de adsorber iones. Su contenido en los suelos regula las principales características físico-químicas.

4.2. Clasificación.

Diferenciamos entre

< Coloides minerales

- Minerales arcillosos

- Sustancias amorfas

< Coloides orgánicos

- Partículas de humus

4.3. Coloides minerales

4.3.1. Minerales arcillosos

4.3.1.1. Características generales:

Los minerales arcillosos están entre los minerales más importantes que se originan mediante la meteorización de las rocas. Son parte importante de muchos suelos y sedimentos. No están presentes en magmatitas.

Pueden definirse como aluminosilicatos más o menos bien cristalizados que contienen iones hidroxilo.

Generalmente forman cristales laminares y son comparables con las micas.

El diámetro de las láminas es generalmente menor a 2 μm; su espesor puede estar entre 2 y 50 nm.

Le confieren al suelo las propiedades de plasticidad, su aptitud de expandir y contraerse, y en buena parte, su capacidad de adsorber y desorber iones.

Los minerales arcillosos, en caso de ser filosilicatos (de tipo laminar), se agrupan según el tipo de iones que alojen en sus espacios interlaminares, lo mismo que por su carga negativa neta por unidad de fórmula así:

TIPO DE CAPAS

OCUPACIÓN DE ESPACIOS INTERLAMINARES

CARGA NEGATIVA

GRUPO

1 : 1 o de 2 láminas

Si2O5 (OH)4

ninguna

– 0

Caolinita

2 : 1 o Si4O10(OH)2 o de 3 láminas; parte del Si reemplazado por Al

Cationes individuales desnudos o hidratados

0,2 - 0,6

0,6 - 0,9

1-0

Esmectita

Vermiculita

Micas, Ilita

Capa de hidróxido

Variable

Clorita

Su composición química, sobre todo el contenido en sustancias secundarias, puede variar ampliamente.

Variabilidad de la composición en % de peso

SiO2

Al203

Fe203

TiO2

CaO

MgO

K20

Na20

Caolinita

45 - 48

38 - 40

0 - 0,2

0 - 0,3

--

--

--

--

Esmectita

42 - 55

0 - 28

0 - 30

0 - 0,2

0 - 3

0 - 2,5

0 - 0,5

0 - 3

Ilitas

50 - 56

18 - 31

2 - 5

0 - 0,8

0 - 2

1 - 4

4 - 7

0 - 1

Vermiculitas

33 - 37

7 - 18

3 - 12

0 - 0,6

0 - 2

20 - 28

0 - 2

0 - 0,4

Cloritas

22 - 35

12 - 24

0 - 15

--

0 - 2

22 - 34

0 - 10

0 - 1

4.3.1.2. Estructura de los cristales

Los elementos que conforman los cristales pueden estar enlazados iónica y covalentemente; pero aquí, para facilitar el entendimiento, simplemente hablaremos de iones.

La participación de los iones depende esencialmente de su tamaño.

Los cristales de los minerales arcillosos constan de iones O2- y OH- (ligandos) comprimidos entre los espacios, se encuentran cationes pequeños (si se toma el O2- como referente) tales como Si4+ y Al3+.

Los cationes centrales neutralizan las cargas negativas de los iones O2- y OH-.

Los cationes centrales más pequeños, como el Si4+ y el Al3+ (que por cierto ya es más grande), tienen 4 iones de O2- como vecinos inmediatos, se dice que tienen un número de coordinación de 4.

Los cationes centrales mas grandes, como el Al3+, Fe3+ y Mg2+ están más cercanos a 6 iones de O2- y OH-, por lo cual se habla de un número de coordinación de 6.

Si uniéramos imaginariamente los puntos centrales de los iones O2- y OH-, obtendríamos dos cuerpos distintos :

 En el caso del número de coordinación 4, tetraedros con la fórmula básica (Si4+, Al3+) O4

 En el caso del número de coordinación 6, octaedros con la fórmula básica (Al3+, Mg2+, Fe3+) (O, OH)6

Casi todos los centros de tetraedros están ocupados por cationes centrales.

De los centros de octaedros, pueden estar ocupados todos (tres de cada tres), o sólo 2, es decir, en este caso, falta cada tercer ion central.

Los minerales que tienen ocupados todos los octaedros, se llaman trioctaédricos; los que tienen ocupados sólo dos, dioctaédricos.

En los silicatos laminares, los tetraedros y octaedros están unidos por iones de O2- y OH- que tienen en común, formando láminas.

Las láminas de tetraedros y octaedros están enlazadas entre sí por iones de O2-.

Según la secuencia de láminas de tetraedros y octaedros, diferenciamos entre minerales de dos capas o del tipo 1 : 1 con una alternancia de una lámina de octaedro y una de tetraedro; y minerales de tres capas o del tipo 2 : 1, con una secuencia de láminas tetraedro - octaedro - tetraedro.

Cada secuencia se llama capa de silicatos. El agarre entre las capas se realiza en el caso de los minerales del tipo 1 : 1 mediante puentes de hidrógeno (O2-, OH-), en el caso de los minerales del tipo 2 : 1, mediante la inclusión de cationes o capas de hidróxido de carga positiva, ubicadas entre las capas de silicatos cargadas negativamente.

La estructura de la mayoría de los minerales arcillosos está conformada por 10 - 40 capas.

Dado que la fuerza de unión o amarre entre las láminas de silicatos es más débil que al interior de las capas, los minerales arcillosos, tales como las micas, se dejan rajar fácilmente en forma paralela a las capas.

4.3.1.3. Carga de los silicatos laminares

Generalmente, en el marco de su formación, entran cationes centrales en la formación del mineral arcilloso, los cuales por su tamaño caben en los espacios de los tetraedros y de los octaedros (reemplazo isomórfico o sustitución), pero que tienen otra magnitud de carga.

Así, si entra un catión de valencia inferior a un espacio que más bien corresponde a un catión de mayor valencia (a efectos de equilibrar cargas), entonces se origina en este tetraedro u octaedro un déficit de carga positiva. Esto conduce, ya que el número de iones O2- y OH- y la carga negativa están predeterminados, a un exceso de carga negativa.

Ejemplos

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