Propiedades ácido-base de filosilicatos fibrosos: Sepiolita-Na y Paligorskita-Na

LETICIA I. VICO; SILVIA G. ACEBAL

Salta

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Los minerales arcillosos constituyen una parte muy importante de los productos de meteorización y síntesis de innumerables tipos de suelos. La sepiolita y la paligorskita son filosilicatos que presentan una estructura tridimensional en capas. Contienen dos hojas tetraédricas continuas diferenciándose de otros silicatos laminares por la ausencia de continuidad en la hoja octaédrica. Por lo tanto, surgen estructuras tipo cintas conteniendo grupos octaédricos MgO6 o AlO6 y canales rectangulares paralelos a la lámina octaédrica. El ancho de las cadenas y de los canales difiere un poco entre ambos minerales fibrosos. En la paligorskita los iones Mg2+ ocupan desde un 29 % y hasta un 76% de los sitios octaédricos mientras que en la sepiolita ocupan entre un 90% y un 100% de los mismos. Tanto la sepiolita como la paligorskita han sido y son usadas con fines adsorbentes. Son sustancias de gran plasticidad que tienen la capacidad de intercambiar iones adsorbidos en su superficie, fenómeno que se ve intensificado por la elevada superficie específica que presentan. La acidez superficial puede ejercer un papel importante en los procesos de adsorción. Debido a esto, la interacción que se establece entre la superficie de estos minerales arcillosos y los iones H+ y OH- debe conocerse cuando se usa un modelo superficial para explicar los mecanismos de adsorción de diferentes especies químicas. Por lo tanto, se estudiaron las propiedades superficiales ácido-base de las formas sódicas de una sepiolita y de una paligorskita a través de titulaciones potenciométricas a 298 K usando HNO3 0,1M y NaOH 0,1 M como agentes titulantes, se trabajó a dos fuerzas iónicas (I = 0,1 y I = 0,002). Las constantes intrínsecas de deprotonación se calcularon de dos formas: a) por el método de Stumm, extrapolando a cero la función que relaciona la carga superficial con el logaritmo de las constantes de acidez aparente y b) usando el programa MINTEQ, minimizando las diferencias entre la concentración de H+ superficiales y los valores obtenidos a partir de las constantes de deprotonación propuestas de acuerdo con el modelo de capa difusa (DLM). Los grupos OH ubicados en los bordes rotos de estos minerales arcillosos fibrosos (SOH) y los sitios de carga permanente (X-) son considerados como sitios reactivos. Las constantes ácido-base obtenidas presentan valores intermedios entre aquellos que corresponden a SiO2 y a g-Al2O3. Esto concuerda con lo observado para minerales que presentan una acidez moderada y grupos superficiales débilmente ácidos. Los grupos SOH (usualmente considerados como sitios reactivos para la complejación de cationes) aumentan con el pH alcanzando un plateau alrededor de 7-7,5 unidades, luego experimentan un ligero decrecimiento a altos valores de pH (8-9), lo que está relacionado con la formación de sitios superficiales SO-.