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Minerales de arcilla

On octubre 16, 2021 by admin

  • Minerales de arcilla
  • Estructura
  • Intercambio de iones
  • Retención de agua

Minerales de arcilla

Todos los minerales de arcilla tienen una composición química similar, una estructura en capas y una gran afinidad por el agua. Algunos se hinchan fácilmente y pueden duplicar su grosor cuando se mojan. Se unen reversiblemente a los iones, especialmente a los cationes metálicos. Estas propiedades son el resultado de la estructura de los minerales de arcilla.

Estructura

Todos los minerales de arcilla están formados por partículas que contienen silicatos aniónicos en capas y cationes metálicos. Forman parte del grupo de minerales filosilicatos. La mayoría tiene la estructura de «sándwich» con 2 capas de silicatos laminares unidos a cationes octaédricos. Otros cationes débilmente enlazados se sitúan entre las capas y son disueltos por el agua.
Las partículas de arcilla del suelo son el resultado de la meteorización física y química de las rocas que contienen silicatos.
Existen 4 clases principales de minerales de arcilla.

  1. El grupo de la caolinita está formado por polimorfos de fórmula Al2Si2O5(OH)4. La unidad de repetición es una única lámina de silicato condensada con octaedros de alúmina.
  2. El Grupo de la Montmorillonita/Esmectita incluye el talco, la vermiculita, la montmorillonita y otros. La fórmula general es (Ca,Na,H)(Al,Mg,Fe,Zn)2(Si, Al)4O10(OH)2-xH2O, donde x representa una cantidad variable de agua. Todos estos minerales tienen la estructura de sándwich con capas tetraédricas de silicato fuertemente unidas a átomos octaédricos de aluminio o magnesio.
  3. Las arcillas del grupo Illite tienen una fórmula general (K,H)Al2(Si,Al)4O10(OH)2-xH2O, donde x representa una cantidad variable de agua. La estructura de este grupo es similar a la del grupo de la montmorillonita con una estructura de tipo sándwich.
  4. El grupo de la clorita también contiene unidades de tipo sándwich. En muchos de estos minerales, hay otro Mg2+ coordinado octaédricamente y débilmente unido entre los sándwiches. La fórmula general es X4-6Y4O10(OH, O)8. La X representa el aluminio, el hierro, el litio, el magnesio, el manganeso, el níquel, el zinc o, raramente, el cromo. La Y representa el aluminio, el silicio, el boro o el hierro, pero principalmente el aluminio y el silicio.

La imagen siguiente muestra la estructura de las arcillas de esmectita-ilita con la unidad de repetición de tipo sándwich.


La siguiente imagen muestra la estructura de las arcillas de caolinita con una sola lámina de silicato unida a una capa de óxido metálico octaédrica en la unidad de repetición.

Intercambio de iones

El espacio entre los «sándwiches» contiene agua y cationes débilmente unidos. Los cationes están ahí para equilibrar la carga negativa general de la unidad de sándwich de silicato-aluminato.
Cuando la concentración de un catión particular es mayor fuera de la partícula de arcilla que dentro, ese catión se difunde dentro de la partícula y algún otro catión se difunde fuera.
De esta manera, los minerales de la arcilla recogen iones que son esenciales para el crecimiento de la planta cuando las plantas se descomponen al final del ciclo de crecimiento y ceden lentamente esos nutrientes a las plantas en crecimiento durante la temporada de crecimiento.


Particularmente importantes para las plantas en crecimiento son K+, Ca2+, Mg2+. Las plantas también obtienen cantidades más pequeñas de Fe2+, Mn2+, Cu+, Zn2+, B3+, Mo3+.Los aniones, como el nitrato y el fosfato, también pueden almacenarse e intercambiarse en la zona intersandwich.

Retención de agua

La misma zona que alberga los cationes débilmente unidos, las sales y las moléculas polares también puede retener grandes cantidades de agua. Algunas arcillas pueden duplicar su volumen aumentando el agua entre las capas del sándwich. Esta agua se libera lentamente de nuevo en el suelo alrededor de las raíces de las plantas.


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