Caracterización y propiedades de una vermiculita de Badajoz

CARACTER1ZAc ON y PROPIEDADES DE UNA VERMICULITA DE BADA J OZ po F. GONZALEZ, FCA. TIÍISTAN DE CHAVES . M. CHAVES Las e miculi as son silica os de es uc u a lamina cuya cons- i ución y p opic<!ades gua d an es echo pa e n esco con l as de las mica s, de la s cuales, es p ec ialmen e {le la bio i a, pa ece n p oce de po hid a ación y pé <lida de álcali. Pe enecen al g upo de silica os que o man edes «d e es ca- pa s »; son ioc aéd icos, con ienen una al a p opo ción de mag- ne sio en co o dinac ió n o c aé d ica, y pose en al a -cu pacid a{ l de cam- hio del o den de 140 meq.j 100 g s., siendo Mg ++ o Mg++ y Ca++, los c a ion es de camhio. Po 10 que es pec a a la hid a ación, mu es- an es echas elacione s co n los silica os del g 'upo de la 111011 - lllo illoni a, de los que di ie en a es e es p ec o en algunas ca ac- e ís icas impu es as po la mayo ca g·a n ega i a de las láminas hllldam en al es del sili ca o)' po la na u aleza de lo s ca iones de ca mbi o. La s ·p opiedad es de la s e miculi as han sido es udiadas de e - . nidamen e po G uue (3 ), Hend ick s y Je e son (5), Ba shad (1 y 2), Walke {S y D), Wa lke y Milne (10) y o os. Uno de nos- o o s ha es udiado con Ho yos y Ma ín Vi aldi (O) las p opieda - )es de u11a e ll1icul i a de Beni Bu xe a, que esul ó se un ma e- i l muy pu o. En 11. p e se n e no a se es udia la co mposi ció n )' p opiedades de una e miculi a de Badajoz. La mues a ~e ecog ió en una i- si a que uno de noso os hubo de ealiza al g upo mine o L8. Judía , de Bu gl1illos del Ce o ( Badajoz ). El ma e ial se p esen a ¡6 , ~A L ES DE ED. FOlOG A y FI S IOLOCL VEGETAL en e ones ácilm en e desmenuzables. o mad os po un co njun o de laminill as de ama i io ap oxi m ado de un milíme o cuad ado y colo e de O SC U O pa du sco. Exis en, aunque en muy escaSa p o- po ción, láminas de amaño algo ma yo , h as a de un cen íme o c uad ado, que se selecciona on pa a su es udio apa e. La 'mues a en gene al iene un asp ec o muy homog c ll eo, y la obse ació n mic oscópica 110 e ela la p ese ncia el e con s i u yen e s ex añ os. Tan o .I as láminas g andes como las p eq ueilas p es e n an muy élc lsada In p opiedad de hojnld a sc c uando se some en a ca!en- a micn o b usco. L as d e e minaciones analí icas se e ec ua on po sepa ado en amb os m a e iales, sin que mo s a an di e encias ap eci ab les, 10 que con i ma la homogeneidad del p oduc o. Se hici e on las sig ui en es de e mi naciones: Los es ul ad os se ecogen en la sigu ie n e abla en la que se in- cluye, pa a co mpa a ción, la composición química de la ye miculi a de Ben i- Buxe a : T . II L Am liús química I ;¡dlljox Beni B uxe a Si O~ . .. ..... 35.¡ So ,o : 9·~0 °'0 AIZOj . ... . . /8 ,12 12 ,9 7 Fe ~ 03' ... ... (;1.1 S J,q 6 Fea .. ... .... 0. 13 0. 64- " Tia" .. . .. ... 0.62 1 .29 Mo d .. . .... . Ii ·79 25,2 4 • CaO ... _ . ... 2. ¡ 2 • 1-1 .0 -I LOO •• 7.4 2 9,3 6 P ~ did: c :Hc .. 8.14 _ s ,¡ O - - -- 1 00,00 0 /0 1 01 ,9 6°/0 Como pue de ap ecia se, In 'e mic u1i a de Ba dajoz iene me- n o con e nido de sí li ce, mayo p op o ción de Al- lo que debe co esponde a l1n a g an su s i ución isomo a de SiH po AIH en 2 C . k l C nR1Z" CIÓ~ y ¡'R01 'I . D. DI::S m .: UN : 'ER~UC UI.l T , DI=: BADAJOZ j7 coo dinac i ón e aéd ica-, un con enido no abl eme n e s upe io en F e3+, meno p opo ción de Fe~ + y un. con e nido mucho más bajo de Mg:l+ que la de Beni-nuxe a. Es de no a ambién la exis e ncia de un ap eciab le con e ni do en Ca:!+, . au se n e en es a úl ima, 10 que co espo nde, como e e mos más ade lan e , a la ex is encia de Ca!!-!- de ca 111 bio. CURVA DE OE S HIDHAT1 C ÓN La abla 2 con iene los da os co espondi en es a ul1 a mues a pu es a p e iamen e has a equilib io. con la ensión de apo del 50) -1, ,,1 íO pO 100. Es os ela os son la media de seis de e mina- ciones pa alel as y se ep esen a n g á icamen e en la igu a nú - m e o 1, T A ~LA 1I Te mp e a u a C' 100 200 3 00 , 00 600 ¡20 820 ooo 1· 1: 0 pe d id. g !; ./ IOO g s. 6,9 1 i, T S i· i 8 )0:,40 10,48 1 1,'; j 1 3,3 0 15 ,00 La c u a de .des hid a ación encaja bien en la que co esponde a es e ipo ue silica os, y es seme jan e a la de la e m i c111i a de Beni-Bux e a. Posee, sin emb a go , como se ap ec ió ya en el allá"""' li sis químico, un meno con enido de agua <..le hid a a ción. La pa - e de la cu a co e spond ien e a es e agua iene una c u a u a muy acen uada, Es os hechos es á n ele acue do con la de e mina - ción de ca iones cambiables, ya que, COmo e e¡nos, la mues a es á Sa u ada con 1 1g++ y Ca+ +, p edomi n ando es e úl imo. Uno de noso os, in es igando sob e la hid a ación y deshid a ación de 3 78 AN¡ [ .E S DE EDA FOLOG iA ' " ISlO LOGíA VE GETAL mues a s ·de mon mo ill oni a s a u adas con la se ie de ca ion es Mg++-Ca++-S ++ -Ba++, ha ~ b se a d o qu e la c un 'a u a del ozo de la cu a c o es pondi e n e a la pé dida del ag ua de hid a aci ón aumen a al a um e n a el amaiio del ca i ón, es deci , del !" T g++ al 200 400 ,00 800 JOOO ~ C. F . . I C u a de desh i d a a ci in de c m i ~ l li a de 11 adnj oz. Ba ++ , po se en es e se Jl ido más ác il la deshid a ac ión. El que la e m ic uli a de Ba dajoz sea p incipalmen e cálci ca es p obable - me n e el hecho esponsable uc la c a ac e ís ica ci a,da en la <les- hid a ac ión, qne se ap ecia ambi én en los egi s o s del an álisis é mico di e encial. 4 C. R . CTERIZACIÓN y I'ROPIED, DES DE U: , :E RMJCllLIT :' DE BADAJOó! 79 A~ALISIS TÉRMI NO DIFEREN CIAL La c u a co espondien e se ob u o en apa a o con bloque de níquel, en e a alúmina calcinada como ma e ial ine e y con una elocidad de calen amie'n o de 1.2 , 5° po minu o, y se ep esen a en la igu a núm. 2. 200 400 .00 800 . 1000' C. FIG. 2 Cu a de análisis é mico di e encial de e niculi a, de Badajoz. Apa ecen los dos picos endo é micos de bajas empe a u as ca....: ác e ís icos de las e miculi as alcalino é eas. Es os e ec os en....: do énnicos se p esen an , seg ún Ba shad (2), a empe a u as de 160 °, el p ime o, y a 260°, el segundo, pa a mues as na u ales de e mi'culi as m ag nésicas, ~s deci , con ~1g ++ C0 111 0 único ca ion de cambio La posición de es os picos a ía li ge amen e al ' a ia la na u al eza del ca ión. de modo que la ,'e m ic uli a cálcica. es deci , con Ca++ Como e~c1 u s i o ca ión de cambio, p esen a el seg undo e ec o endo é m1co a empe a u a algo más baja, a U1106 240°, se- gún el ci ado au o ', A ihllimos es e descenso en la emp e a u a del seg undo pico . encJo é mico a la mayo acilldad en la deshid a ación de la mues- a cálcica, como indicamos an e io men e, Hemos podido ap e- 5 80 ANALES DE. EO!-FOLOGÍA y nSlOLOGiA VECI:.'TAL cia es e hecho en la e miculi a de Badajoz que, como puede e - se en la igu a núm. 2, p esen a dichos e ec os endo é micos a empe a u as de 1500 y . 230°, como co esponde a su al o can e"- nido en Ca++ de cambio. Po el con a io, la de Beni-Buxe a (6) - e miculi a magnésica -p esen a ambos e ec os más sepa ados en e sí, a empe a u as de 1700 y 280°, espec i amen e. En la pa e co espondien e a la egión de al as empe a u as apa ece el e ec o endo é mico a unos 800' (en ealidad a empe a- u a lige amen e in e io ), pe o no hemos egis ado el pico exo- é mico que encuen a Ba shad pa a mues as cálcicas, y, soh e odo, magnésicas. La p esencia de un e ec o endo é mico a em- pe a u a de unos 6500 pa ece deno a la p esencia de mau mo i- Honi a, con lo cual es án de acue do algunos diag amas de di ac- cion de ayos X. La dep esión exis en e en e 500-600' pod ía de- be se a pequeñas can idades de illi a. CAT IONES CAMBIABLES Se hall de e minado en los líquidos esul an es del desplaza- mien o con disolución no mal de ace a o amónico neu o. En ' la mues a amónica, la ada con alcohol me ílico neu o y seca al ai e, se de e minó el NH. + desplazando el NH, po des ilación di ec a COll NaOH al 30 po 100, ecogiendo sob e SO"H" ' NI". En o a de e minación se ealizó una Kjehldahlización de la mues- a y se a as ó el NH 3 en co ien e de apo de agua; el e_ sul ado no a ió espec o al an e io , y se e leja en la abla nú- me o 3. jun o con los es an es da os: TABLA 111 Ca++ de cambio.. . . . ...... . . Mg ++ . » •. ....... . •.. . To al . . ... .. ............ ' .. Capacidad de cambio po des- plazamien o del NH.+ ...... . 63,6 meq ¡ loo g s. 48.1 111,7 101,'2 .. Como indican los da os an e io es, la mues a es á sa u a la con Mg++ y Ca++ p edominando es e úl imo, lo que epe cu e ue emen e en sus p opiedades, como hemos expues o an e io - men e. A pesa de las p ecauciones omadas en la des ilación del 6 '. ~ ~ . ' C. IUl:n : IlZ . l .: Óx y l 'RO PIED , DES DJo: Ul' , ' EIO l ('l'Ll TA W: 1I . U. j02 S"l :" ~ i H 3 pa a de e mina la capacidad o a l de c ambio de la mue s a, "V el núm e o de mili equ i alen e s enco n a do es al go in e io a la Su ma de l os ca iones cambiables. A ibuimos es e hec ho a la exis- encia como impu eza de al gún co mpu es o de calcio que se 501u- biliza en pa e po los epe idos la 'ados con la disolución de ace- a o amónico . Teniendo en cuen a . es a ci cuns anci a, la mues a e nd ía a es a sa u ad a 1, 0 I Ig ++ y Ca ++ , p edomina ndo lige a- men e es e úl imo. De odas o ma " la capacidad de cambio de es e ma e ial (101 meq¡ lOO g s.) es in e io a la ql1 e co es ponde alas e miculi as (del o d en de 14·0 meq/100 g s.). Es a obse ac ión, jun o C011 o a s deducidas de l as de e mina- ciones an e io es, ales como c i s a lización de icien e del silica o, al o con enido de F e+++ , bajo con enido en F e++ y en Mg++, p ' n ~ ~en cia p obabl e de alguna "m o n m o ill oni a e i1li a, y poca n1 ..: lió<:z en l as lín eas de di acción de a yos X, indica qUe ei ma e- ial se encuen a a lgo deg adado y en cu so de ans ol' maci n . Los oe n g endi ag amas se hicie on en Ull apa a o de di ac- ción de ay os X del Labo a o io de Fí si .:a el e la Un i e s idad de Se illa, empl ea ndo a n icá oda de C , po encial de 40 K . e in en- sidad de 4 mA. La abla núme o 4 con iene los alo es de d pa a las líne as obsen adas y la in ensidad de las mismas. Se han in- cluido los dn os de la e .miculi a de Be ni - Buxe a pa a campa.: a ción. T A. B L A IV Di acción de Ray os X 'e m. Badajoz Ve m. Beni . Bul e a N" dA. dA . 14 , 60 . . 14, 43 . . " 10 - 9 d. d. banda 2 7. 45 d. 7,2) d. di u!iR ha cia ma- yo es e sp aciados 3 4 ,QO d. d. 4- , 80 d. 4 3,ó8 d. 3,00 111. , 2,Q4 . ', 89 m. 6 2,38. d. d. 2,42 d. d. 7 2,10 d. d. 2, ° 7 d. d. 8, ,'IN/U.ES DE E D:'IFOLOGi, Y nSIOLOGi. VEGET : I. Se ob u ie on ambi én al"gullos diag amas co ando un oc i- o de 3 ,x 0,2 mm. de 1111a de las láminas de ex oliación que se mon ó como c is al oscilan e con el plan o de ex oliación en la misma di ección qu e el haz de a yos X . En es os diag amas se obse a on, jun o a las llneas 1 a 5 an e io es de in ens idad muy e o zada, o as lín eas muy débil es que co espollden a una pe- queña can idad de l11on mo illoni a. * .: * Aunque la ex i s e ncia de una pe qu eüa ca n idad de impu eza s, cuya p esencia se sugie e po algunas de las de ~ mina c iones e ec- uada s, e s a algo de alidez a la ó mula es uc u al, que pu ede ob ene se a pa i de los da o s de análisis químico, e niendo en cuen a sin e mba go que aquéllas se encu en an en muy exigua p opo ción , es in e esa n e calc ula la ó mula mine alógi ca del silica o, que es la s igui e n e: L: = ,,83 6 En es e cálculo, ealizado po el mé odo de l-la ey (4), hem os asig nado a po sicion es e aéd icas odo el SiH y el AP+ neces a io pa a comple a un o al de 4; el es o del AP+, el Fe+++, Fe++, Ti H y odo el J Ig++. excep o el de cambio, se ha asignado a po - siciones oc aéd icas '; el Ca++ y Ulla can idad de 1 1g++ equi alen- e al o b en ido en la de e min ación de bases c, lll1bi ah le ~, ~e ha asi g- na do a posicion es in e l amin a es, es deci , a ca ion es de cambio. Resul a de es a ma11 e a pa a el núm e o de c a ion es en coo - dina ció n oc aéd ica, po mi ad de cl'lula eleme n al , el , alo ~ = 2,83G. El a lo eó ico e ll si li ca o!' ioc a é d ic o~ a l os cua- les pe en ece la e mi c11 1i a , es :~: pe o 110 hay ninguna azón pa a que od os lo ~ espacios oc ac d i cos e ng an neces a iamen e que es a ocupa-dos, e incluso, de se gui se e s a no ma , es ul a ia un alo ha jo p a a el núm e o de ca ion es c ambiables. En el caso conc e o de la e miculi a de Bauajoz, si si l1á se mos en p os icio- nes de coo dinación G o do el :' I g , se ll ega ía a un alo ~ = 2, 94 3, pe o 110 ql1 e da ía ning ún M g++ en p os icion es in e la- 8 C: R: CTERJZ : CIÓ! y I'RO JED . ... DES DE U! : VER ~IC U LITA DE llAD '- JOZ 83 mina es, es deci , c omo l Vlg+ + de cambio, lo cua l es a ía e iden_ · e men e en co n a~l i cc i ón con los hechos ex pe imen ales. Po es o es imam os más co ec o asi gna a posiciones in e la mina e s el M g++ de cambio, poniendo el es o en coo dina ción oc aéd ica jun o on ; 1 ++ +, Fe +++, Fe++ y Ti · +, con la que es ul a pa a ~ . el a lo ya ci ado 2 ,8.3 6. Aunque como ya hemos indicad.o, el alo eó ico ideal pa a silica os ioc aéd icos es 3, en la p ác ica exis- e un pequeño ma g en de ole ancia compa ible con la es abili- dad del c is al, de modo que ,seg ún Ro ss y Hend i cks (7) los a- lo es de ,¡ .más ec uen es es án comp endidos e n e 2,88 y 3. En la e miculi a de Bada joz el alo de ~ es á si uado p ác icamen- e en el ex emo in e io de es e in e alo. Sin emba go, es e alo es más bien algo bajo, y e' s imamos que es e hecho es á p obablemen e elacionado con el. es ado de d eg adación del sili ca o a que hemos hecho mención an e io - me n e. En es umen, de las de e m inaciones ea li zadas podemos con- cl ui que el ma e ial in es i ga do es una e nniculi a, no muy bien c is ali za dal c on al o con enido en Fe 3+, con Mg ++ y Ca ++ como ca iones de cam'bio, p edominando es e úl imo. Bl ma e ial se encuen a. en es ado de deg , adación y con iene pequeñas can ida- des de mon mo illoni n y p obablemen e illi a , p Od lc os de su ans o mació n. Es a mos muy ag adecidos al Labo a o io de Física de la Un~ e sidad de Se illa, al P o(e s o B u y al D . Pé ez Rod íguez po las a cilidades que nos han dado pa a la ob ención de los iien g en- diag am as hS TIT CTO OE EO : 1-'O I.OG i.- ' FI. 'i I OLOC Í: 'EG ETAL Sec id" de S 'llilla Lab o a o io de Ql{im ClJ ¡II o g6l1i a de la Fa l/lIad de Ci llda J. Se Illa . R ESU ~EN Se ha dec uado un es udio químico y isicoquímico de una , 'e miculi a de B:1 daj oz. Las de e minaciones ealizacln. 5, anáJ:sis químico, ca iones camb ia bles, 9