Las arcillas son minerales naturales compuestos principalmente de aluminosilicatos mezclados con otros materiales. Son sedimentos terrosos y de grano fino que se vuelven plásticos cuando se humedecen. Presentan propiedades ácidas debido a la presencia de sitios ácidos de Lewis y Brønsted en su superficie, lo que les permite actuar como catalizadores.

1. ARCILLAS
Un mineral natural que tiene la
composición de un aluminosilicato
mezclado

2. sedimento natural terroso y de
grano fino o depósito mineral que es
plástico cuando se humedece
1. Domínguez, J. M. ; Schifter, I. “Las Arcillas: El Barro Noble”,
fondo de Cultura Económica, La ciencia 109, México, 1992
2. Searle, A. B. ; “Refractary Materials”, Griffinj Ed., Londres
1984

3. La capa SIMA, rica en hierro y
magnesio y con algunas partes
de sílice, aluminio y otros
elementos de carácter básico
3. Thomas, J. M. Thomas, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1988, 27, 1673

4. La arcilla conocida como bentonita
contiene, 50% de montmorillonita y el
resto otros materiales4.
Estructura Química:
-filosicato
tipo 2:1 ó tetraédrica-octaédrica-
tetraédrica, “tot”5
4. Knight, W. C., Eng. Mining. J., 1898, 15, 347
5. Berry, L.G., Mason, B. y Dietrich, R.V., “Mineralogy: Concepts, Descriptions, Determinations”, 2nd. Ed., W.H.
Freeman and Co., San Francisco, 1983

5. Cada unidad tetraédrica de tetraedros de SiO4 unidos
por tres vértices
La unidad octaédrica es también
un arreglo bidimensional de
Al(OH)2O4
Si
O
O
O
O
OH
OH
Al
O
O
O O

6. La bentonita
Si de las estructuras externas Al Fe, Mg ó Li
Sustitución Isomórfica, carga negativa neta
compensada por los iones Ca++, Na+, K+ o H+ ubicados en los espacios
intercapa
(Na,1/2Ca)x (Si8)(Al4-xMgx)O20(OH)4. nH2O

7. PROPIEDADES :
•Suele expresarse:
SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O y TiO2, además de agua.
•Un factor importante es la presencia de sitios ácidos
•Presenta actividad como catalizadores:
•M(H2O)x
n+ M(H2O)x-1
(n-1)+ OH + H+
•Donde este equilibrio depende de la naturaleza del ion metálico

8. ácidos de Lewis y de Brônsted en su superficie o interior
Basicidad carga negativa
de los átomos de
oxígeno ligados al Al
Acidez cuando
produce una vacante
en Al
Acidez de Lewis

9. La acidez de Brönsted
Kazansky y cols indican que la acidez de las zeolitas se debe a la capacidad de estabilizar la carga negativa
desarrolladla en la red cristalina cuando el protón es desplazado por una base.
La distribución de los átomos de Al dentro de la estructura afecta y puede aumentar la acidez,
menos Al más ácida
Regla de Loewenstein
Rodeado de Si evitando
enlaces Al-O-Al

10. El número de centros ácidos y su fortaleza depende de varios parámetros:
 La relación Si/Al y la naturaleza del catión de intercambio, esta determina el
contenido de cargas negativas en la red y, por ello, de cationes.
 La relación Si/Al está relacionada con la propiedad de adsorción (hidrofobicidad-
hidrofilicidad).
 En general, la hidrofobicidad aumenta a medida que disminuye el contenido de Al
en la red.
 La estabilidad térmica de estos materiales es mayor cuando más desaluminizado
este el material.

11. Una característica estructural es la existencia de grupos Silanol (SiO4)
En la deshidratación a temperatura entre 200-400ºC, se llega a la formación de
grupos siloxano (O3Si-O-SiO3)
y también de radicales sililoxi (O3Si-O.) y de dímeros (O3Si-O-O-SiO3)
En ambos casos, el enlace silicio-oxígeno es excepcionalmente fuerte y los
radicales sililoxi son especies oxidantes altamente reactivas
Cornelis A. y Lazlo P. Janssen Chimica Acta Special Ed., 1992, 21