Propiedades superficiales de calcita y dolomita en suspensiones acuosas /
Los carbonatos constituyen un grupo de numerosas especies minerales, algunas de ellas ampliamente difundidas en la naturaleza: aragonita y calcita (polimorfos del CaCO3), y dolomita. Calcita y dolomita representan el 90 por ciento de los carbonatos naturales. El Mg²+, la materia orgánica disuelta y...
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| Formato: | Libro |
| Idioma: | Spanish |
| Publicado: |
1995.
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| Materias: | |
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| Sumario: | Los carbonatos constituyen un grupo de numerosas especies minerales, algunas de ellas ampliamente difundidas en la naturaleza: aragonita y calcita (polimorfos del CaCO3), y dolomita. Calcita y dolomita representan el 90 por ciento de los carbonatos naturales. El Mg²+, la materia orgánica disuelta y la actividad biológica modifican sustancialmente la morfología, estabilidad y composición mineralógica de los sedimentos calcáreos en ambientes naturales. A partir de la descripción de la electrificación de las interfaces CaCO3/medio acuoso y dolomita/medio acuoso, se evaluó el papel de los iones Ca²+, CO²-/3 y Mg²+, y la interacción de la materia orgánica (ejemplificada por el surfactante aniónico dodecilsulfato de sodio, NaDS), sobre la estabilidad y propiedades superficiales de las fases sólidas (calcita y dolomita) en contacto con solución. A partir de medidas de movilidades electroforéticas y la descripción termodinámica del sistema CaCO3/solución, se determinó que Ca²+ y CO²-/3 son iones determinantes de potencial primarios. El punto isoeléctrico (IEP) de la interfaz ocurre a pCa0 = 2,7 ± 0,1 (o a pH = 7,7 ± 0,1) en un sistema cerrado a CO2 atmosférico. Se presenta un modelo de pares iónicos que describe satisfactoriamente los resultados experimentales. El mismo se basa en una estructura de doble capa sencilla de la interfaz CaCO3/H2O y en el desarrollo de carga superficial a partir del intercambio de iones Ca²+, CO²-/3 y los pares iónicos CaCO3(aq) entre la superficie y la solución. Para una capacidad (C) de 40 µF cm-² y fuerza iónica constante de 2 x 10-² mol dm-3, los valores de K±, K+ y K (constantes de equilibrio de depositación de CaCO3(aq), Ca²+ y CO²-/3) encontrados son: 1,49 x 10a la octava, 3,11 y 3,76 x 10 al cubo, indicativos de la fuerte afinidad de los pares iónicos por la superficie. Se concluye a partir de estos resultados que H+ y OH- son iones determinantes de potencial secundarios. El agregado de materia orgánica disuelta, representada por el NaDS, al sistema CaCO3/H2O, modifica sustantivamente el valor de pCa0; su nuevo valor es 1,7 ± 0,1. Este corrimiento demuestra una fuerte afinidad del DS- por la superficie de calcita. La contribución no electrostática a la energía libre de Gibbs de adsorción es de -17,6 kJ mol-1. La modificación de la carga superficial por NaDS afecta las propiedades de la interfaz CaCO3/H2O (disolución, adsorción). Estas conclusiones son aplicables a la descripción del comportamiento electroforético de una muestra de CaCO3 biogénico, segregada por el gusano tubícola Ficopomatus enigmaticus (Laguna de Mar Chiquita, provincia de Buenos Aires). Se realizaron experimentos cinéticos (disolución por el método pH estático) evaluándose la influencia del anión de la sal orgánica NaDS sobre el equilibrio (pH entre 5 y 6). Se observó una disminución de la velocidad de disolución con el aumento de la concentración de DS- en solución. Esto se interpretó en términos de la adsorción de DS- sobre la superficie de CaCO3 dando como resultado una superficie pasivada. El proceso puede ser descrito por una isoterma tipo Langmuir con una constante de afinidad KL = 1,54 x 10 a la cuarta dm3 mol-1. Si bien esta descripción es sólo una aproximación a la forma compleja de la isoterma de adsorción (por ejemplo, no contempla las interacciones laterales entre las colas alifáticas del surfactante), resulta suficiente para describir los resultados en el ámbito de concentraciones estudiado (NaDS < 6 x 10-a la cuarta mol dm-3). Los experimentos de disolución del material biogénico mostraron que la adición de NaDS no provoca cambios apreciables en la velocidad de disolución. Este resultado puede interpretarse como la inhibición de la adsorción de DS- en el material biogénico, el cual se encuentra pasivado por la materia orgánica de los organismos que le dieron origen. Las medidas de movilidades electroforéticas y de composición elemental superficial (EDS) de CaCO3/MgCl2/(ácido o base) y dolomita/MgCl2, CaCl2, Na2CO3/ácido o base muestran que Mg²+, Ca²+ y CO²-/3 son iones determinantes de potencial. Para el primer sistema, los resultados pueden interpretarse a partir de la aparición de nuevas fases superficiales: brucita (Mg(OH)2) y Ca1-xMgxCO3. Se advierte un fenómeno cinético ligado a la aparición de estas fases. El Mg²= se incorpora lentamente a la superficie de CaCO3 dependiendo su entrada a la red de la velocidad de deshidratación del mismo. Para el sistema dolomita/solución, se observa la aparición de superficies enriquecidas en Ca²+. El sistema puede ser descrito razonablemente por las ecuaciones termodinámicas que evalúan la estabilidad de una solución sólida regular en soluciones de distinta composición. El IEP de dolomita/solución sufre un fuerte corrimiento respecto del de calcita ((pCO3)0(cal) = 5,78 y (pCO3)0(dol) = 4,10) lo que sugiere que si bien la superficie está enriquecida en calcita, su comportamiento electroforético responde a la aparición de una fase superficial (de unos pocos nm de espesor) de hidromagnesita. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: 10 (diez) p Fecha: 24/3/95 |
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| Descripción Física: | 189 p. : il. ; 30 cm. . |
| Bibliografía: | Incluye referencias bibliográficas. |