Fisicoquimica De Las Arcillas

TAREA No.4

FISICOQUÍMICA DE LAS ARCILLAS

EL SUELO COMO SISTEMA DISPERSO

Todo horizonte del suelo esta compuesto por una parte solida, una liquida y una gaseosa. Si bien no es rigurosamente correcto, podemos decir que el suelo es un sistema disperso constituido por tres fases: una liquida, una solida y una gaseosa.

La menor o mayor aptitud de un suelo como medio y soporte para el crecimiento vegetal depende, por una parte, de la relacion (volumetrica) entre las tres fases y por otra, de la interaccion entre las mismas que produce reacciones de solubilizacion y adsorcion.

La relacion entre las fases, es decir el % de volumen total que ocupa cada una de ellas, determina la disponibilidad de agua y aire para las raices. Este y otros aspecto relacionados se estudiaran en fisica de suelos.

Las reacciones de solubilizacion que se producen por el contacto entre las fases solidas, liquida y gaseosa, determinan en gran medida la disponibilidad de nutrientes para las plantas, esto sera visto en quimica de suelos.

Las reacciones de adsorcion que seran objeto de estudio en este modulo, influyen tanto sobre las condiciones fisicas del suelo como sobre la capacidad del mismo para proporcionar nutrientes a las plantas.

LAS FASES DEL SUELO

Las particulas minerales de distinto tamano (fracciones

granulometricas) unidas mas o menos íntimamente a la fraccion organica se “empaquetan” formando unidades mayores (agregados). Esta disposicion de la fase solida determina que entre particulas individuales y entre agregados queden espacios vacios de diferentes tamanos, los que constituyen en conjunto la porosidad del suelo.

La porosidad del suelo esta ocupada por las fases liquidas y gaseosas en proporciones variables, pero siempre la suma de los volumenes ocupados por ambas, es igual a la porosidad total.

LA FASE SÓLIDA

Respecto a su composicion, podemos establecer una division entre componentes minerales y organicos.

Fracción mineral

Comprende diversos minerales y la composicion varia de un suelo a otro, por lo que resulta imposible establecer una composicion general, valida para todos los suelos. No obstante se puede decir que en los suelos existen, en general, los siguientes minerales – clasificados por su composición química (Tabla 1).

En general, los silicatos, oxidos, sulfuros y fosfatos son de muy baja solubilidad. Los carbonatos de Ca y Mg y el sulfato de Ca son de mediana solubilidad. Los restantes compuestos, nitratos y cloruros de Na, K, y Mg, sulfatos de Mg, Na y K y carbonatos de Na y K, son de alta solubilidad.

Esta clasificación por solubilidad esta hecha considerando el suelo como medio para crecimiento vegetal; asi los compuestos de alta solubilidad son aquellos que en solucion saturada inhiben el crecimiento vegetal por efecto osmotico. Estos compuestos no se encuentran en fase solida en los suelos normales, solo pueden encontrarse en cantidades significativas en los suelos salinoscon contenidos de humedad bajos (eflorescencias)

Las soluciones saturadas de los compuestos medianamente solubles (carbonato y sulfato de Ca) no inhiben el crecimiento vegetal, pero su solubilidad es lo suficientemente elevada para determinar la magnitud de la concentracion de la fase liquida. En algunos suelos existen cantidades apreciables de ellos en la fase solida (suelos calcareos y yesosos)

Entre los compuestos de muy baja solubilidad, los oxidos pueden considerarse el producto final de la alteración de los minerales que dieron origen al suelo – a pesar de que la silice (oxido de silicio) puede ser también de origen primario. Si se presentan como particulas grandes (limo y arena) son inertes desde los puntos de vista quimico y fisico-quimico y constituyen el esqueleto del suelo, pero si se presentan en forma de pequenos cristales o como recubrimientos (amorfos o cristalinos) en la superficie de otras particulas, interfieren en los fenómenos coloidales.

Los silicatos, sulfuros y fosfatos son tambien compuestos de muy baja solubilidad, pueden ser de origen primario (presente en el material original) o secundario (formados en el suelo como producto intermedio de la alteración o formados por cristalizacion a partir de iones producidos postalteracion de otros minerales). Cuando se presentan como particulas gruesas (limo y arena), son parte del esqueleto del suelo, no obstante, por reacciones de solubilizacion, hidrolisis y oxidacion son responsables de la liberacion de nutrientes a la fase liquida (P, Ca, Mg, S, B, Fe, etc)

Otro aspecto, ademas de la solubilidad, que determina la menor o mayor actividad de los compuestos es la superficie específica, entendiendose por tal la relación existente entre la superficie de las particulas y su masa.

Las reacciones de adsorcion y otras propiedades coloidales son producto de la interaccion entre las fases en contacto (en el suelo solida-liquida) y para que sean significativas deben producirse en una gran superficie.

Superficies especificas grandes se asocian a partículas de tamano pequeno; esto implica que las partículas con gran superficie especifica deben estar constituidas por minerales de muy baja solubilidad (de otro modo se disolverian muy facilmente en la solucion del suelo).

Otro factor que influye sobre la magnitud de la superficie especifica es la forma; a igualdad de masa las formas laminares exponen mayor superficie que las poliédricas y las formas filiformes exponen aun mayor superficie que las laminares. Entre los minerales comunmente presentes en los suelos, los que reunen estas condiciones de tamano y/oforma son principalemente las arcillas silicatadas y los óxidos e hidróxidos de Fe y Al.

Fracción orgánica

Su porcentaje en peso de la fase solida es muy variable, desde menos de 1% a 90% o mas en algunos suelos organicos (turba).

PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades fisico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:

* Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 m)

Su morfología laminar (filosilicatos)

* Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido y son capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo

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