LI':S ARGILES EN EL SOL:IIROCESSOS I4SICO-QUIMICS

per

GIOVANNI PARDINI'

Istituto per la Chimica del Terreno, CNR, Pisa, Italia

IN'I'KOI)U((10

L'aspecte mes interessant de la fase solida del sol es donat per l'exis-

tencia, en quantitats variables, de minerals argilosos quc constitueixen la

sell de les principals propietats fisiques i quimiques del mateix sol. L'cs-

tructura i la permeabilitat, i tambe la dinamica global dels nutrients i

contaminants esta fortament influenciada per la quantitat I tipus d'argiles

presents en cl sol.Els minerals argilosos es caracteritzen per tenir propietats particulars

que depenen principalment do la seva estructura i densitat superficial do

carrega. Aquells que presenten reticle T-O-T (tetraedre-octaedre-tetrae-

dre), mes conegut en mineralogia de sols per estructures 2: 1, tenen substi-

tutions isomorfcs en ('interior dc la xarxa cristal-lina, de manera que s'ori-

ginen carregues negatives residuals que hauran d'esser neutralitzades per

cations. Altres, amb reticle T-O (1 :1), generalment no tenen substitucions,

i les carregues negatives aparcixen en les vores de les estructures, en

correspondencia als terminals Si-O.

Les argiles poden adoptar un caracter colloidal, Iligat principalment

a lcs dimensions de les particules. Una particula colloidal d'argila, una

micel-la argilosa amb ions hidrogen corn a contraions, pot ser representada

corn Lin rnacroanio colloidal (fig. 1) que prove de la dissociacio en aigua

d'un hipote'tic acid alurninosilicic.

L'estabilitat de Its suspensions argiloses, es molt mes gran coin mes

petita es la tendencia de les micelles individuals a ajuntar-se per formar

Adreca actual: Institut de Ciencies de la Terra J. Almera, CSIC, Barcelona , Espanva.

[Butll. Soc. Cat. (:icn.XIII, 1992

^,^^ G /' Ih/)/\7

N+

I. M ICCI I a C I CC I 1 0 11 C ",,I 11% ) d',)I- 4̂ i Li.

micelles mrs grans que pcr ^;ravetat es separen ^1e la suspensiu. Aixosucceeis quan les c^rregues ne^;atiecs de les micelles scin neutralitzadespcr cations intro^iu 'its en la suspensio amb un electr^^lit qualsr^^ol qucanul^la les forces repulsi^^es quc mantenien les micelles separacles i les lanflocular.

Entre cls cations monoealents, aquells que tench un pes at^^mir mrspetit , com ara Li i Na , s'envolten d'un Hombre mrs gran de moleculesd'ai^;ua ^^avant cations com cl K, quc to un pes at^^mic superior (fib;. 2).Efectivanunt , cn pmsencia do cations molt hidratats, com ara cl so^1i, rnalta concentracio, s'exalrt la undencia de les particules a formar suspen-sions estables , perque Ies forces repulsives pollen predomin:u- sabre lesforces atractives i prop-Dear ^a dispersic^ pie les particules. Aquesta ^lisprrsi^irs manifesta , cn cl s^>I, quan el contingut de soli bescan^^iable (h:Sp orxchangc^ sodirsrn pc^rcc^ntagc) ha assolit un nivcll critic ^1inn-c clcl romplc^^I'intercanvi . Ha estat demostrat, generalment, que valor d'ESp ale 15(15'%. de la capacitat ^{e intercanvi cati^^nic) put afecru- ^;reumcnt les pro-pietats fisiques i provocar seriosos problemes do dc^;radaci^^ ^Ie s^^l.

Els cations bi^^alents i tri^^alents, tot i quc tench un ^;rau d'hiclratacicisuperior , tench runbr una carre^;a mrs alta quc amil^la els a^^antat^;es dela hi^Irataci^i i fa acniar scmprc Ca , Al i I^e com a ions floculants. I^:n unambient natural cum el sal, no rs possible, de rota mantra, ima^;inar elsistenri argila-ai^;ua sense influencies yuimiques i/o elcctroquimiyues delmatcis ambient Considerant que 1'esribilirtt d'aquests sistcmrs argilususcol^lo^idals rs deguela principalmcnt a la densitat ^1r carre^;a ^1e Irs particulesd'ar^ila, en un conjunt altamcnt heterogcni com rs cl sill pollen pro^iuir-se interactions de diterent opus quc impliquen la p:u-ticipari6 ^i'altres

(13ud1. Sur. Cap. Ci^n.^,^'ul. AIII, I )9_'

RGILLS L \ LL SOL 641

Ne`98

K@78

57

132 181 145

I igura _' . KadI ionic II s dell CIen14nts de II rs intcrrs arricola i radi mIt ja do I'ai ua

d'hidrataci6 ( valors expressats en picbmetres).

Constituents, minerals i organics, del mateix s61, corn ara oxids de ferro i

aluminosilicats amorfs, o be grups carboxilics 1 fen6lics procedents de It

descomposicio do la materia organica.

1'L:NO MI NS Li I,C]'KICS Dl' SUI'IKI ICI: FIN LIE AKGILFS

Si es considera mcs detalladament la superficie d'una particula argilo-

sa dcl so'l, amb carregues electriques negatives , es veu que , en I'estat per-

fectament eixut , s'hi troben adsorbits sobre la seva superficie els anome-

nats contraions , en quantitat sufficient per neutralitzar les carregues. Si

immergim el cristall d'argila en aigua o en una solucio diluida d'electrolits,

les molecules d'aigua, per efecte de la seva alta constant dielectrica (baixa

la intensitat del camp electric 1 Ies forces d'atraccio entre les carregues),

dissocien una certa quantitat d'ions adsorbits , que per aix6 tendeixen a

difondre's cap a l'interior del liquid (efecte d'agitacio ternmica 1 , en part,

de repulsi6 entre cations 1 hidrataci(c.). A la difusi6 dels cations en la

solucio, s'hi oposa l'atracc16 de les carregues negatives fixes sobre la super-

ficie (paret) argilosa , de manera que tendeixen a restar mes concentrats al

(539

I1tutll. Sue. Cat . Ciin.],Vul. AIII, 1992

(41 t P l/1>IV1

vo ltant de la ma t e lx a paret. Cada ca tlo ( cart-ega po sitiva ) i nserit ell el c alllpelectric creat per la paret negativa redueix la intensitat del mateix camp icrew una accio d'escut sobre 1'espai mes llunva (fig. 3a1, 3a-, i 3a3). Peraixo, entre els diferents cations, cls Iles llunyans senten nlenvs Patracciode la paret.

L'estrat de cations en contacte directe amb la superficie argilosa s'a-nonlena estrat de Stern. En l'estrat de Stern s'assumeix que el potencialvarli linealment , corn en un condensador electric . Els altres cations, enconcentracio que decreix i tendeix asimptoticament a aquclla que hi ha aI interior de la solucio , constitueixen I'anomenat estrat difiss o de Gouy-Chapman . El conjunt paret solida -cations adsorbits pren el nom de dob1cestrat electric.

Si tenim una solucio que conte anions i cations en quarntitat tal queles carregucs es neutralitzin en aproximar - se a la paret argilosa, son lescarregucs d'aquesta que compensen les dcls cations , i, per tant, tncntreaquests augmenten perque s'aproxiincn a la regio interior de 1'estrat (lifts,els anions disminueixen perque son rebutjats per les carregues negativesde les argiles, i la seva concentracio creix a inesura clue s'allunva de laparet de la superficie de l'argila ( fig. 4b ). I'd fet que les carregues elcctri-qucs no estiguin uniformemcnt distribuides sobre la superficie sillida delso] complica ics coses. Els punts de la paret on es localitzen les carreguesnegatives estan separats entre ells, i els cations, fins i tot cis polivalentscorn Ca, Mg, Fe o Al, van a agrupar - se sobre un cert Hombre d'aquestspunts , corn ho podenl ' cure en Ies fig. 3a7 i 3a,. En altres paraules, cornmes gran es la concentracio de cations Thin' de la paret i la seva valencia,mes disminueix el potencial electric Ilunv de la paret ( fig. 3b,, 3b2 i 3b3).En condicions particulars de laboratori ( cations trivalents en concentra-cions elevades ), es pot produir una inversio de la carrega ( fig. 3b3, 3c3);aquesta rnanifestacio ' aria en canviar les concentrations ( fig. 4g), pet-6 elpotencial electric tendeix sempre a zero lion' de la paret.

Resumint, la densitat i el signe de les carregues en la superficie solida,estableixen el punt d ' inici de la corba del potencial electric sobre la super-ficie solida (fig. 4d).

El dianletr- e i la carrega dels ions adsorbits dcterminen cl gruix deI'estrat de Stern i la intensitat del camp electric pendent en el primersegment de ics corbes de potencial . Cal recordar que els ions, en la solucio,estan hidratats , i per tant , el que compta es el dianletrc que tenen en aquestestat d'hidratacio . El nuvol de molecules d'aigua es molt me's espes consIles petit es l'io, a igualtat de carrega . Practicanlent , cls ions mes hidratats,sempre a igualtat de carrega (Na respecte a K, o Mg respecte a Ca), sonaquells que determinen , en la paret solida de 1'argila, un estrat aquos mesespes , i per tant , una reduccio Hies gradual del potencial electric ( fig. 4e).

[Butll. Soc. Cat. Cwn.],'ol. x111, 1992

1 RGILL> E,A LL SUL

a3)

YE

b,)

C l )

64^

s

c,) ^'sl

I igura 3. Representacio euluematica de cases d'accio d'escut protocats per cations propels

a una paret (infinita) en Ia (Iual es troben distribuides carregues puntifornu•s.

a) Influencia sabre la intensitat mitjana del camp electric i corresponent camp electric en

ions ntonosalents (al), ions bivalents (a,) i ions trivalents (a-,). S'indiquen Ies linies de forca

a igual densitat de carrega i a igual numero d'ions adsorbits. EA radi ionic real (cercles enters)

hidrstst (cercles puntejats) es considers meal per a tots els ions. I.es carregues del solid

s'hipotitzen sofa la superficie s.

b) Variacions dc la intensitat mitjana del camp electric t: en cis tres casos, o sigui, de la for4a

d'atraccib sabre una eventual carrega positiva en funcid de la distancia (s).

Variacions del potencial electric (pi . in el cas de I'io trivalent, es pot presentar una intersio

de signe.

U'altra banda, la influencia de la valencia ionica sobre el gradient del

potencial electric es encara me's gran (taula 1).

Paula 1. Cations implicats en I'estat fisic del sol.

Na' < K* < NH_,' < N1g2' < Ca'' < lc'' < Fe`' < AI'

IButll. Soe. Cat. Cien.^Nol. XIII, 1992

644 G. P.1 RDI,A I

a)

e)

C

CC00

tL

I I

P. ll.

S

adh.

estrat difus

c)

d)

I igura 4. Uoble eNt at electric.

S

_I

9)

a) I)istribucio catinnica en la superlicie suli^la negativa, en tondo de la distttcia (s) d'a(luesta.b) Concentracions eationiques I anibniques corresponents.() Variacions del putencial electric corresponents (estrat de Stern, S; estrat difus, i estratadherent, add. E?l pla de Iliscament es representa per p.ll., i 5 cs el putencial zeta.ul) Intluencia de la carrega electrica areica sobre la paret solida.e) Influencia del radi ionic hidratat a paritat de valcncia.J) Intluencia de la valcncia ionica a igual concentraci6.g) Intluencia de la concentraci6 a paritat d'hidratacio i de valcncia 16nica.h) Influencia de la concentraci6 sobre el potencial zeta per a ions amb diferent valcncia.

IButll. Soc. Cat . Cicn.],Vol. 5111, 1992

AR(,ILI's 1A I I SUL t,4;

La concentraci6 ionica de la soluci(i amb que la particula argilosa esta

en equilihri to una gran importancia. Coln mes concentrats hi estan els

cations, menor cs la tendencia dcls cations del doble estrat a difondre's

cap a ('interior de la solucio' i mes gran es la tendencia dcls anions do la

soluc16 a empenver cap a la paret; aixi, el doble estrat resulta flies compri-

mit contra la paret.

Aquests mecanismes electroionics influencien practicament tota la

dinamica interactiva que es manifesta entre els components del sol i que,

en definitiva, fa que un sol sigui mes o menus fertil o que tingui facilitat

per crosionar-se.

I'1 NC)M1:NS I)'AI)sOKCIC)

I)es d'un punt de vista molecular, I'adsorci6 implica no nornes les

forces quc actuen quan molecules diverses s'acosten entre elles, sine tambe

els Iligams que s'estableixen a traves dels ponts d'hidrogen, corn es el cas

de les molecules dipolars d'aigua, en Ies quals els atoms de H son atrets

pcls :corns de 0 que es troben sobre la superficic de les particules argilo-

ses. Rccordem que les forces de Van der \Vaals, i tambc els poets d'hidro-

gen, cs consideren Iligams fisics, ja quc utilitzen una quantitat d'encrgia

molt inferior a la quc es necessita per a un Iligam quimic senzill (entre I

i 8 kcal/mol).L'adsorci6 cs considcrada, doers, corn un fcnomen do tipus fisic, i

esta intimament relacionada amb la reactivitat superficial d'un material, 0

be del sol. El parametre quc dcfineix el potencial d'adsorcio d'un sol, i

que dcpen del tipus d'argiles presents en el matrix sol, es l'area superficial

especl/ica. Generalmcnt, en presencia d'argiles amb reticle expansible corn

ara esmectites, montmorillonitcs (fig. 5) i vermiculites (fig. 6), la dctcrmi-

naci6 d'aquest paranmtre es realitza font adsorbir al sol molecules organi-

ques (Lltantawv and Arnold, 1974) o vapor d'aigua (Quick, 1955; Scqui

et al., 1983) que tenon la possibilitat de penetrar en l'interespai laminar

de les argiles per calcular la superficic especifica total (externa i interna).

Corn es pot vcurc do la taula 2, Id reactivitat superficial d'un sol esta

practicament dominada per la fracci6 argila, ates quc cis components flies

"rollers no contribucixen en aquesta propietat. En argiles no expansibles,

corn la caolinita (fig. 7), nomcs es calcula la superficic especifica externa

mitjan4ant adsorcio d'estrats multimoleculars de gasos cone ara cl nitrogen

o I'arg6. IE,n ambdos casos la teoria quc s'aplica rs la de Brunauer, Emmet

i Teller (1938), que es basa en el caleuI de la quantitat necessaria d'adsorbit

per formar un estrat monomolecular sobre la superficic solida adsorbent.

1.1 valor de la superficic especifica s'expressa en m2/g de material adsor-

bent o do sol.

[Ruth. Soc. (at. Cicn.j,vol. XIII, 1992

G^#6 G. PAK!)l.\7

S^^ Oa I

0^ (OH), ( Mg AI,) ^\

O^ (OH),

^'1»vV\»V»^^1^\ ^

JS^^ O6

----)-- -H,O

I^i^;ura ^. I^strucnua ar I1 m^mnnurilluniri.

I AI Sy O6 I

iI a s., ob I

1

I^igura 6. I^atrurtura ^Ic la ^^rrmiculita.

[ftudl. Soc. Cat . Cien.],Vol. SIII, 199?

Taula 2. SuperGcic espccifica segons el opus de mineral i la mida dr Ies particules.

:^1ineral a Superficie espccifica Metode de

classe textual (m' g') mesura

Sorry grollera 0,01 Adsorcio de ?vl^

Sorry Tina 0,1 a Baixes temperatures (BE'T)

Llim 1,0

Caulinitcs

Hidrumica

5-lOC

100-200 BET

(il^litcs)

Vermiculites i

minerals a esn-ats mutes 30C-500 Adsorcio

Monnnorillonites d'etilenglicol

(Na-saturades) 70C-800

Alofanes 200-500

Ferru amorf i B E^:'I'

hidratats i

bxids d'alumini 100-300

(segons Fripiatt, 1967)

Figura ?. I^snuttura dr la caolinita.

I^r.ti^^>^u^.ws u^n^sc^iicib

Un alu-c fenomen en cl qual les argiles tenon un paper molt important

es cl de 1'absorcio, quo es basa en reactions de bescan^^i ionic. En efecte,

mitjan4ant rrtccions d'aqutst opus, el si^l es ripa4 d'intcrcan^^iar cations

nuu-itius tom K, Ca i ^1^; cn formes fi^cilmcnt ^^iponiblcs per a lts plantts.

^liutll. tii^c. C.n. Cicn.^,^^^1 . Slll, 199?

645 G. P.'1 R/)l.Al

En un sistema argila-aigua o en el sol, -tots els cations existents en eldoble estrat, capacos de difondre's per liquid o en la solucio cirulant delso], son ions intercanviables i poden ser substituits per qualsevol altre ibsempre que s'asseguri una perfecta neutralitzacib de les carregues. Hemvist que la carrega d'un mineral argilos no es neutralitzada sempre percations capa4os d'intercanviar-se facilment amb altres (ex.: F c'). Si lescarregues negatives estrn disposades sobre la superficie o sobre les voresdel reticle cristal-li, o be en els interestrats d'estructures, on sigui possibleI'entrada de l'aigua i dels cations (montmorillonita), l'intercanvi pot realit-zar-se i es pot mantenir una situacio favorable per a la dinamica nutritivadel mateix sol. Si, en canvi, es tracta de carregues flies internes, difieilmentaccessibles, com es el cas de K fixat en l'estruetura de minerals 11-litics ode cations hidroxialuminics polimeritzats en els interestrats vermiculitics,els intercanvis es realitzen amb molta dificultat (fig. 8). Aqui es nota,doncs, la importancia de les substitucions isomorfiques en els estrats te-traedrics i octae'drics de les argiles, i tambe de la presencia de grups Si-OH i AI-OH en les vores dels reticles cristal-lins, perque un sol tingui undeterminat potencial d'absorcio. Per a les substitucions isomorfiques esverifica I'entrada en els tetraedres i en els octaedres d'ions de valenciainferior, en el lloc d'un altre 16 central, pel qual s'allibera una carreganegativa per a cada valencia no compensada. EIs ions despla4ats entrentambe en el cicle d'intercanvi, i poden ser importants per a la macronutri-cio, si es tracta de K o de Mg, o per a la micronutricio, Si es tracta de Zn,

fenomend'exfoliaciden els cantons

I igura S. La retencib de K cn cri,ialls tl'arpla micacia.

[Butll. Soc. Cat. Cicn.],Vol. XIII, 1992

KGILLS 1:,A I I SO1 r, 1v

Cu o Mn. Pel que fa als grups Si-OH o Al-OH, pot tractar-se d'inte-rrupcions en I'edifici reticular produ'ides en els vcrtexs o en els cantonsde I'estruetura despres de fragrnentacions o abrassions mccaniques. Gene-ralment, gairebc el 80'X, del Ilocs d'intercanvi de Ies montmorillonites estroben en els plans bassals, mentre que el 20% restant es troben en lesvores. En les 11-lites, Ies clorites i les caolinites, en canvi, la major part dclsIlocs d'intecanvi es troba en les vores de l'estructura. En les vermiculites,la situacio dell Ilocs d'intercanvi cs intermcdia entre ]a de Ies montmorillo-nites i les 11-lites.

CAI'ACFI AT I)'IN1'I ERCANXI CA'i R)yI(

I,a forca dels diversos intercanviadors, es mesura mitjancant la deter-mipacio de la maxima quantitat de cations que es poden absorbir. Aquestaquantitat rep cl nom de capacitat d'intercanvi cationic, i s'expressa en meq/100 g d'intercanviador o de sol.

En general, es pot afirmar que la capacitat d'intercanvi cationic d'unsol crcix en creixer la carrega dcls minerals argilosos del mateix so1, talcoin ho proven Ies dales que s'observen en la taula 3.

Els valors s'expressen com a intervals de minims i maxims, ja quecalla mineral ha experimentat, especialment en els processos de pedogcne-si, transformacions amb pcrdua o guany de carrega, o s'ha donat un blo-queig de carrega amb cations que no son intercanviables en I'interestratdels minerals 2:I. Les carregues degudes a substitucions reticulars son detipus permanent; aixi Jones, l'intercanvi es dona amb cations, indepen-dentment del pH de la solucio. En canvi, Ies carregues degudes a ionitza-cio de grups OH terminals presents en les vores de les estructures eristal-lines poden auginentar despres d'abrassions mecaniques que produeixenIligams trencats (broken bonds). Corn que es tracta de dissociacions moltde'bils, el reempla4ament Jets H oxidrilics (Si OH = Si0- + H') amb

' haula 3. capacitat d'intercanvi cationic ( en meq / 1C0 g) en minerals argilosos.

caolinita < it lita < clorita _ montm o riI]oil ita < vermiculita

C/C (en me(J./100 g) do numerals ari;illosos.

caolinita 3-15 illita 10-40

hallovsita /4H,C)) 40-50 vcrmiculitt 100-15C

muntmorillunita 80-I50 clorita I0-40

(dc: Grim)'.

Illutil. Soc. (:at. Cien.I,Vol. AIII, 1992

6^0 <;. P.^1KUl.Al

Taula 4. Granulometrin i capacitat d'intercanvi cationic dcls minerals ar};ilosos.

dihmetre particulr, rn micr^uu ?-I I-C,^ C,1-0,05 0,05

CIC en meq/100 g caolinita - 3,8 9,5 -

il^lita - IR,S 21,6 -

saponiri 69,3 76,0 R6,0 R6,3

(cue: Grirn).

altCCS CatIOt1S aUgml'niaCa SI la SOIUCIO d^lntCl"CanVl es Iles a^Ca^ln3, de

manes que les carregues negatives d'aquests resides acids es tornaran pH-

depcncnts, o sigui, la seva ncutralit^acio depends del pH do la solucio.

Cal esmentar, finalnunt, que en minerals argilosos com ara la caolinita

i la il^lita cn que la capacitat d'intcrcanvi cationic es deguda principalmcm

a lligams trencats qur augmenun els llocs d'intrrcanvi, ayuesta pot aug-

mrntar el see valor tins a trrs vcgades en disminuir les dimensions dr les

particules, en una relacio lineal inversament proportional. I^'altra Banda,

en argilrs esmcctitiqurs analitzadrs en el rang rnu-c 2 i 0,05 µm, no es

trobrn difrrenties significnives en valors de capacitat d'inurcanvi (taula 4).

^l. [^I^:NO^,1f^:N I)I^:L RfiINI^LAMh:NT

F.s tracta d'un fenomen que implirl, principalment, cls minerals argi-

losos de opus expansible presents cn cl sol, i que es considerat gcnrralnunt

negatiu perque produeia en el sol estres dr opus mecanic qur n'afecta

1'csribilirlt estructural.

Les particules del sol rn rstat eisut son nrun-es, en el sentit qur les

scuts superficics son ncun-alitzadcs en 1'estrat de rations adsorbits, cstan

rn contacte entre ells i fan contacm en un Hombre detrrminat de punts.

En aqursts punts, entren en jot lrs forces de cohrsio rntrr solids, qur

r<u»be depenen del opus d'argila presrnt.

Si en un sol set i tan cohrsiu rs comen^a a afegir una terra quantiru

d'aigua, ens podcm n-obar amb cls casos srgiients:

a) Lrs nmlecules d'aigua son atrrtrs prr les paters solider per accio

rrsidual dr camps electrostatics amb lligams genrralment Hies intensos qur

els de Van der Waals, que mantrnen unidrs lrs paruculcs solider rn rls

punts de contacte (enn-e lrs fulletrs de montmorillonita).

^^) La constant dielectrica dr 1'aigua atenua la inunsitat d'evrnnials

lligams Ionics entre les superficirs solider (enn-e carts i cantons de rristalls

argilosos).

c) L'aigua pot dissoldrr certes substancies qur s'havien acumulat al

[BIldl. SOC. C.It. CICII-1,\ Ol \111, 1992

IR(,ll I ^ 1•.A• / I M/

• • •

I irura 9. L ulucma (IC I.1 intcra"io cnuc doltlc, cltratS do particuIcs contrapo,.tdc^.

voltant leis punts de contacte entre particules i cimentar-ICS, entre elks

(sals solubles en ai(Iua, petites quantitats de carbonat de calci solubles en

aigua que conte CO,).

Les primcres quantitats d'aigua que afegim at so] son absorbides de

seguida, ni s o menvs uniformement, en la superficic dc particules do sol,

i una quantitat d'aigua suficicntment abundant permet el desenvolupa-

ment complert del doble estrat electric. Durant aquest proces, Ies pci-lieu-

Ies aquoses de dues particules argiloses que es trobin suficicntment a prop,

acaben aviat confluint i emplenant tot 1'espai que hi ha entre elles. En

aqucst punt, si continuem afegint aigua at sistema, d'una banda hi ha una

tendencia de !'aigua a ser adsorbida en la superficie de calla particula i

formar estrats multimoleculars; aixo implica una pressi6 que tendeix aallunvar Ies dues parets per fci- Ilocs a !'aigua. De l'altra, hi ha una interfe-

rencia entre els camps de forca dels dobles estrats electrics do les duesparticules que en surten modificades. Es pot apreciar quc, coin mes a propes troben les particules, la concentracio Cs mes gran (fig. 9).

E:n conjunt, resulta quc en un material por6s no rigid, con Cs el sol,!'aigua quc aqucst csta adsorbint tendeix a allunyar, entre clles, les particu-les que Cl constitueixen, i aquesta manifestacio es molt flies vistosa coinmes petites son Ics particules del Sol. Per excmple, Ics montmorillonitessaturades de calci retenen almenvs dos estrats de molecules d'aigua en eisespais interlaminars, a causa de la hidrataci6 dcls cations. La distancia delpla basal es, per tart, de 15 A. Afegint-hi mes aigua, cs pot assolir unadistancia basal de gairebc 20 A. El cas mes esclatant es donat per argilessodiques, quc, en el maximum d'adsorci6 poden assolir una distancia basalde gairebc 40 A, nivell en cl qual es produeix la total dispersi6 i a vegades

descomposici6 del mineral argil6s. Aqucst fenomen es definit coin a rein-flanicnt intracristal-Ii.

Ue tota manera, els cristalls de Ies a1-"Iles del tipus 2:I es podenorientar per formar unitats que arriben fins als 5µm de gruix, i quc

[Butll. 5,,,. ( At. ( icn._V I_ XIII, 1992

s'anomenen c^urrrinis. 1'.n aquest cas, I'ail;ua es adsorbida en les supcrficies

eaterncs dcls cristals, i Aorta a un rcinflamcnt ronc^;ut per intercr-i^tal•li

(fib;. 10).

Dominis colapsats,presentant cristallsd'argila orientats

Inflament degut a ladilucio de la soluciodel sal

^^^^^^

Dominis d'inflament degutsa I'adsorcio intercristal•lina

de molecules d'aigua

i^;ura 10. Ihnninis d•intl,unrnt rn ar^ilr. 2:1.

B^BI I(x;Rw^l,A

Bii^^,^^^uiat, S.; I:^t^^r^rr, P. H., and Ti^i ^ i it, L. (1930. "Adsorption of I;asrs in

multimolrcular lavers", f. Am. Chem. Soc. 60, 309-329.

I^:i^r,^w^r^^^^ti, 1. M., and AK!^l)I_I), I'. W. (197-}). "Ethylene Glycol sorption by

honwionir montmurillonitrs°. J. Soil Sci. 25, 99-1 10.

Quuih, J. ['. (1955). "Sil;nificance of surface areas rllculatrd tram water sor-

ption isotherms b^^ use of thr BE1^ equation". Soil Sci. 50, -}23--130.

S^(^l!^, P., Di^: Nc^itn.i, M., and P.gitUi^i, G. (1953). °A^eing of iron asides

during pcrozidation". A^;>^ochimic^r, 27, 155-16^.

^Butll. Sur . Cat. Cien.J ,A'^^I. XIII, 199'