arcillas del suelo

1. “Ecología microbiana del suelo”
ARCILLAS

2. DEFINICIÓN
• Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales,
filosilicatos en su mayor parte, cuyas propiedades fisico-químicas
dependen de su estructura y de su tamaño de grano, muy fino (inferior a 2
mm).
• Arcilla es un silicoaluminato hidratado, es decir que desde el punto de vista
químico está compuesta de silicio (Si), aluminio (Al), oxígeno (O) e
hidrógeno (H).
• Para un ceramista una arcilla es un material natural que cuando se mezcla
con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pasta plástica.
Arcilla de suelo.
Fotografía tomada con microscopio electrónico.

3. FORMACIÓN
Las arcillas son constituyentes esenciales
de gran parte de los suelos y sedimentos
debido a que son, en su mayor parte,
productos finales de la meteorización de
los silicatos que, formados a mayores
presiones y temperaturas, en el medio
exógeno se hidrolizan.
El CO2 disuelto en el agua de lluvia o de
los ríos puede desencadenar una serie
de procesos hidrolíticos:
CO2 + H2O → H2CO3
El ácido carbónico así formado reacciona
con los minerales silicatados de las rocas,
induciendo la formación de minerales del
grupo de la arcilla.

4. ➢ Formación de caolinita Al2Si2O5(OH)4:
1) Hidrólisis de la albita (plagioclasa sódica):
2 NaAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O → 2 Na+ + 2 HCO3
- + Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO4
2) Hidrólisis de la ortoclasa (feldespato potásico):
2 KAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O →
2 K+ + 2 HCO3
- + Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO4

5. PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS
Derivan principalmente de:
• Su tamaño de partícula ( inferior a 2mm).
• Su morfología laminar.
• Sustituciones isomórficas (dan lugar a la aparición de carga).
Si ++++ Al +++ Al+++
Mg++ Li++
Fe++

6. Superficie Especifica
La superficie específica o área superficial de una
arcilla se define como el área de la superficie
externa más el área de la superficie interna (en el
caso de que esta exista) de las partículas
constituyentes, por unidad de masa, expresada en
m2 /g.
Las arcillas poseen una elevada superficie
específica.
Ej.: Montmorillonita 80-300 m2 /g.

7. Capacidad de Intercambio Ionico
Capacidad de cambiar, fácilmente, los iones fijados
en la superficie exterior de su estructura y en los
espacios interlaminares,
por otros existentes en las
soluciones acuosas envolventes.
La capacidad de intercambio
catiónico (CIC) se puede definir
como la suma de todos los
cationes de cambio que un mineral puede adsorber a
un determinado pH.

8. Es equivalente a la medida del total de cargas
negativas del mineral.
Estas cargas negativas pueden ser generadas de
tres formas diferentes:
- Sustituciones isomórficas dentro de la
estructura.
- Enlaces insaturados en los bordes y superficies
externas.
- Disociación de los grupos hidroxilos accesibles.

9. Una parte de los cationes liberados de la arcilla son
tomados por las raíces de las plantas y por los
microorganismos del suelo para su nutrición.
Las arcillas actúan como reservorios para los nutrientes
minerales. Esta característica es importante para
clasificar a los suelos desde el punto de vista de la
fertilidad.
La Capacidad de
Intercambio
Iónico fluctúa de
1 a más de 50
meq/100g.

10. Capacidad de absorción
Directamente relacionada con las características
texturales (superficie específica y porosidad).
• Absorción: se trata fundamentalmente de
procesos físicos como la retención por
capilaridad.
La absorción de agua de arcillas absorbentes es
mayor del 100% con respecto al peso.

11. • Capacidad de hinchamiento.
La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene
como consecuencia la separación de las láminas dando
lugar al hinchamiento.
• Plasticidad: se debe a que el agua forma una envuelta
sobre las partículas laminares produciendo un efecto
lubricante que facilita el deslizamiento de unas
partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo
sobre ellas.
• Tixotropía: se define como el fenómeno consistente
en la pérdida de resistencia de un coloide, al
amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo.

12. Clasificación de las arcillas Coloides
inorgánicos
Arcillas
Silicatadas
Grupo del
Caolín
Grupo de
Montmorillonita
Grupo de las
micas
hidratadas
Arcillas de
óxidos o
hidróxidos

13. Estructura de las arcillas
➢ Tetraedros de sílice (Silicatos) n(Si205)2-

16. Octaedros de alumina o magnesio (filosilicatos)
Al(OH)6, o del magnesio

17. Catión octaédrico:
➢ Al (Capa dioctaédrica)
(b)
➢ Mg (Capa trioctaédrica)
(c)

18. Estructuras laminares

19. Grupo del caolín (1:1)
➢ Caolinita
Hoja de tetraedros de
silicio-oxígeno unida a
otra hoja de octaedros de
aluminio-oxígeno-OH.
Capacidad de intercambio
es reducida, de unos 10
meq/100 g de suelo.
Al
Si

20. Caolinita Al2Si2O5(OH)4

22. ARCILLAS TIPO 2:1

23. CARACTERÍSTICAS
•POSEEN ORIGEN
SECUNDARIO.
•RESULTADO DE LA
FORMACIÓN DE MINERALES
DE ORIGEN PRIMARIO U
OTROS SILICATOS.

24. ESTRUCTURA
CONFORMACIÓN DE SANDWICH, HOJAS T & O.

28. MONTMORILLONITA
Fórmula: (Al, Mg)2[Si4O10 (OH)2] Xx(H2O)n
Color: Gris-blanco, amarillo, marrón, rosa,
azulado
Color de raya: Blanco
Brillo: Terroso mate

31. TALCO
Fórmula: Mg3 (Si4O10)
(OH)2
Color: Verde, verde claro,
blanco en masas enteras.
Color de raya: Blanco a
verde my pálido.
Brillo: Vítreo, nacarado,
craso y mate.

34. APLICACIONES

35. Aminas

36. Relación
2:2

37. Micas
Grupo de arcillas silicatadas
Formadas por cationes interlaminares alcalinos
CIC 5 meq/100 g arcilla
Fuente potencial de potasio y hierro

38. - Más abundante:
Biotita
- Filosilicato; contiene potasio,
magnesio, hierro y aluminio
- Color intenso con tonos marrón,
marrón rojizo o verde
- Muy frecuente en rocas ígneas

39. Arcillas de hidróxidos

40. - Más abundante
- Catión interlaminar hidratado
- Alta capacidad de
intercambio
• Vermiculita