efectos producidos por la eliminación de materia …boletines.secv.es/upload/196908535.pdf · se...

Efectos producidos por la eliminación

de materia orgánica con H2O2 en

algunos minerales de la arcilla JOSE GARCIA VICENTE GLORIA FERNANDEZ ARROYO

Doctor en Ciencias Fisicoquímicas Doctora en Ciencias Químicas Investigador Científico del Colaborador Científico del

Instituto de Edafología y Biología Vegetal Instituto de Cerámica y Vidrio

RESUMEN Se hace un estudio de los efectos v^oducidos vor la eliminación de

materia orgánica con H.O, en el caolín de Lage, arcilla ilitica de Alcalá de Henares, feldespato blarico, terra rossa y tierra parda, a las que se les adicionan cada una de las materias orgánicas: almidón, glucosa y celulosa. Se mide la variación del pH y se hace un análisis cuantitativo del AIX>, extraído como causa de los tratamientos con HX),.

SUMMARY A study is made on the effects produced hy the elimination of

organic matter with H^O.^ in the Lage kaolin, an illitic clay from Alcalá de Henares, white feldspar, terra rossa and brown earth, to which are added each of the following organic maters: starch, glucose and cellulose. The change in pH is measured and, a quantitative analysis of the AIJD. extracted as a cause of the treatment with H.,0., is made.

I. Introducción

Para caracterizar mineralógicamente una arcilla, bien sea la fracción menor de dos mieras de un suelo, o un mineral natural de los que técnicamente se denominan así, es necesario someter a la muestra objeto de estudio a una serie de manipulaciones que pueden alterar su composición. El objeto de este trabajo consiste en averiguar hasta qué punto es exacta esta suposición.

Un tratamiento previo, que raramente es posible evitar en los horizontes superiores de un perfil de suelo, es la destrucción de la materia orgánica existente, que perturba el estudio de éstos, por lo que hay que proceder a su eliminación.

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E F E C T O S PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA..

Con este fin se tratan con HÔ^, encontrándonos con una disminución acusaad del pH de la suspensión, cuando éste se determina al final del ataque sin someter a lavados a la muestra.

pH primitivo pH final diferencia

6,14 2,86 3,28 5,79 2,81 2,98 3,97 3,43 0,54 5,44 4,02 1,42

5,13 4,09 1,04 5,70 3,80 1,90 4,49 3,16 1,33 5,10 3,19 1,91 4,61 2,39 2,22

Al suspender en 50 ce. de agua el residuo de tratar 1 gr. de muestra se obtienen pH comparables a los de las siguientes soluciones:

pH

CIH 0,01 N 2 SO,H, 0,01 N 2 CH3-COOH 1 N 2,4 CH3-COOH 0,1 N 2,9 CH3-COOH 0,01 N 3,4 CO3H, satur. 3,8

pH

Se cree que la disminución de pH es debida a los productos de degradación de la materia orgánica, al ser tratada con HÔ^, que en último lugar pueden dar origen a la formación de ácido acético.

Respecto a los efectos producidos en el suelo por los tratamientos con HÔ^ para eliminación de materia orgánica hay distintas teorías. Según S. Sasaki (1) (que experimentó con suelos de Hokkaido), la materia orgánica del suelo no se oxida perfectamente con el H.,0^,. Si la concentración del HÔ^ es baja se transforma en humato, y si es alta, en CO^. La apreciación de este cambio es distinta para los diferentes suelos.

El tratamiento con HÔ^ no solamente descompone la materia orgánica, sino también algunas inorgánicas, aunque parcialmente y a veces se crean nuevos minerales inorgánicos.

J. S. Hosking (2) también ha estudiado este tema y cree que en la descomposición de la materia orgánica del suelo por medio del HÔ^ influye la con-

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centración de H+ del suelo. Los suelos alcalinos permiten un grado de oxidación más bajo que los ácidos, en los que es destruida un 90% de la materia orgánica, por lo que se piensa que la cantidad de materia orgánica oxidada no depende del suelo, sino que es función de la concentración de H+.

La proporción de materia orgánica oxidada parece ser también función del contenido en arcilla del suelo.

W. Me Lean (3) dice que la oxidación aumenta al crecer la concentración del H2O2 hasta el 3 % y a partir de ésta varía muy poco al emplear H2O2 de mayor concentración.

En lo referente a cuáles son los productos resultantes de la oxidación de la materia orgánica, Sasaki habla de humatos o CO^ y, por el contrario, en las experiencias llevadas a cabo por V. C. Farmer y B. D. Mitchell (4) se observa la presencia de oxalatos.

Según estos autores al oxidar la materia orgánica, contenida en las arcillas del suelo, con H^O^, se forman oxalatos solubles e insolubles, presumiblemente combinados con el aluminio y hierro, e identificados en forma de oxalato calcico. Estos oxalatos dan bandas de absorción en el infrarrojo, producen efectos endotérmicos en A.T.D., entre 250'' C y 550" C, empleando atmósfera de nitrógeno, y exotérmicos si la atmósfera es de oxígeno. Los oxalato-aluminatos y oxalato-ferratos solubles, pueden dar lugar al aumento de las cantidades de hierro y aluminio soluble en las arcillas después de la peroxidación de las arcillas y alterar las propiedades de éstas.

R. T. Martin (5), al hacer el ataque de la materia orgánica con agua oxigenada y estudiar la sustancia resultante por medio del análisis térmico diferencial, observó reacciones extrañas. Investigadas éstas, se encontró con la presencia de oxalato calcico en las muestras atacadas, el cual presenta un efecto pronunciado en los termogramas y en los diagramas de rayos X. Para asegurarse de su existencia comparó los diagramas de oxalato calcico, preparado a partir de ácido oxálico y cloruro calcico, con los obtenidos al estudiar la muestra atacada, confirmando así la presencia del oxalato calcico.

IL Procedimiento operatorio seguido con todas las muestras

Al obtener las curvas de neutralización de distintos suelos, se observó que éstas variaban si después de someterlos a los tratamientos con agua oxigenada, precisos para destruir la materia orgánica, no se realizaba lavado alguno de los productos residuales.

Los resultados obtenidos indicaban un claro aumento de la acidez. Emplean-


E F E C T O S PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA. . .

do sosa para la determinación de las curvas de neutralización se obtienen resultados semejantes a los que figuran en el siguiente cuadro:

ce. NaOH N/10 m. añadidos

eq. (1) por 100 g. de suelo pH

lavado 0 0 6,14 0.1 1,18 7,25 0,3 3,54 7,64 0,5 5,90 8,72 0,7 8,25 9,10

sin lavar 0 0 2,86

0,2 2,36 3,31 0,5 5,90 3,80 1 11,79 6.14 2 23,58 7 3 35,37

NaOH.

7.96

(1) miliequivalentes de

35,37

NaOH.

Mhelich ha señalado que aún el tratamiento con soluciones muy diluidas de ácidos, 0,05N, hace pasar a la solución cantidades considerables de aluminio reticular y, por otra parte, el exceso de ácido es muy difícil de eliminar.

Visto todo esto, se pensó en estudiar las variaciones que podrían sufrir los minerales de la arcilla al ser sometidos a los distintos tratamientos.

Se han sentado las bases experimentales necesarias para estudiar el efecto que la destrucción de distintos compuestos orgánicos, en diferentes cantidades, ejercen en un cierto número de minerales.

Los minerales con los que se ha experimentado inicialmente son la caolinita y una arcilla ilítica; y las materias orgánicas adicionadas, almidón, glucosa y celulosa.

Se hizo un estudio de la relación mineral/materia orgánica, que es más conveniente utilizar.

A continuación se vio la forma de organizar el trabajo, estudiando: a) las relaciones mineral/agua oxigenada; b) número de tratamientos con agua oxigenada, y c) temperatura más aproximada a que se ha de someter la muestra tratada.

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a) Relaciones mineral I agua oxigenada.

10 g./lO ce. H.O, de 20 volúmenes 10/10 10 g./25 ce. ^'[ " '' " " ... 10/25 10 g./50 ce. " " " " ... 10/50

b) Número de tratamientos.

1 3 5 10 5 10 20.

Con un tratamiento no se consigue prácticamente nada, por lo que se ha creído innecesario comenzar con un tratamiento y se ha partido de 3 llegando a 20.

c) Temperaturas.

Las temperaturas que se han utilizado son las de 50"" C y 75" C. El número de determinaciones realizado por cada mineral y clase de materia

orgánica es el indicado en el cuadro siguiente:

Mineral Materia orgánica H^Oo

50 ce. 50 ce.

N.^ de tratamientos Temperatura

10 g. 10 g.

1,111 g. 3,333 g.

H^Oo

50 ce. 50 ce.

3-5-10-20 3-5-10-20

50« C 75' C

Los centímetros cúbicos de agua oxigenada señalados son para cada tratamiento.

La técnica operatoria seguida con todas las muestras es la que sigue :

I) Poner 10 g. de mineral más la materia orgánica correspondiente, en suspensión en 50 ce. de agua destilada.

II) Determinación del pH por medio de un pHmetro.

III) Evaporar a sequedad a la temperatura elegida.

IV) Añadir 50 ce. de agua oxigenada de 20 volúmenes.

V) Evaporar a sequedad de nuevo a dicha temperatura.

VI) Poner en suspensión el residuo en 50 ce. de agua destilada.

VII) Determinar el pH.

VIII) Repetir de III a VII el número de veces que corresponda a la experiencia.

IX) Evaporar a sequedad a la temperatura elegida.

X) Poner en suspensión el residuo en 50 ce. de ácido acético 0,1 N y extraer el líquido rápidamente por centrifugación.



XI) Repetir el tratamiento cuatro veces más, guardando los líquidos de todas las extracciones.

XII) Lavar el residuo con agua destilada hasta eliminación del ion acético (tres o cuatro veces).

XIII) Analizar en los líquidos, aluminio, hierro, sodio y potasio.

III. Muestras estudiadas

CAOLÍN DE LAGE

Variaciones sufridas por el pH

Se hizo el estudio de las variaciones sufridas por el pH de la suspensión ael caolín en agua destilada por efecto de la adición de materia orgánica y posterior eliminación de éste por acción de agua oxigenada de 20 volúmenes.

Se ha trabajado con caolín de Lage como primera muestra, por pensarse que, al ser este mineral de la arcilla más resistente, si en él se apreciaba alteración en su composición, con mayor razón la sufrirán otros minerales más fácilmente atacables.

En la primera serie, los tratamientos con H^O^ de las muestras se han realizado a 50^ C, observándose un acusado descenso del pH (con relación a la suspensión de que se partió) después del primer ataque con agua oxigenada. Cuando el número de tratamientos a que se somete la muestra es pequeño (3 ó 5), este descenso se aprecia sucesivamente hasta la última medida ; pero cuando lo aumentamos a 10 ó 20, a partir del quinto o sexto generalmente, el pH se eleva de nuevo, llegando, en algunos casos, hasta el pH medido en la suspensión primitiva e incluso, como sucede con la muestra 23 (caolín al que se le han agregado 1,111 g. de celulosa), el pH sube hasta 7,5 al llegar al ataque 14 y a partir de este momento comienza de nuevo a disminuir. Esto hace pensar en reacciones producidas entre los productos de degradación de la materia orgánica y los elementos liberados.

El tipo de materia orgánica añadido (almidón, glucosa o celulosa) tiene influencia en la variación del pH. Al añadir almidón o glucosa el descenso del pH después del primer ataque con agua oxigenada es más acusado que al agregar celulosa.

En todas estas muestras a 50° C se ha utilizado para eliminar la materia orgánica agua oxigenada de 130 volúmenes de la Unión Química Belga, previamente rebajada a 20 volúmenes para su utilización y en la que se ha observado la presencia de sodio.

Con la segunda serie de muestras se ha trabajado a 75" C. Al hacer las mediciones de pH éstos varían de una forma más acusada, es decir, bajan mucho

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después del primer ataque y a continuación comienzan a elevarse, sobre todo a partir del quinto tratamiento.

El efecto producido por el distinto tipo o cantidad de materia orgánica agregada no parece tener una influencia apreciable en la variación de los pH (tabla I).

TABLA I

Caolín de Lage con 3,333 g, de materia orgánica, atacado a SO"" C y VS"" C

N.° Tratamientos Alm:

50° C

pH

Muestra N.° Tratamientos Alm:

50° C

idón

75» C

Glucosa Celulosa N.° Tratamientos Alm:

50° C

idón

75» C 50° C 75° C 50° C 75° C

2,26 Susp. 7,12 6,70 5,70 5,80 5,30 6,10 10,34 1° 2,51 2,75 2,40 1,98 4,15 2,92 18,42 30 1,85 1,90 2,28 2,85 2,90 2,62

4,28 12,36 5° 2,10 3,45 2,25 4,42 2,48 2,90 20,44

8,32 10° 4,40 5,60 3,62 5,53 2,78 5,60 16,40 24,48 20° 3,68 6,00 3,58 6,35 4,70 6,74

Aluminio extraído por efecto de los ataques con agua oxigenada

Al analizar el AlÔg en los líquidos de lavado del residuo resultante, después de realizar los ataques con agua oxigenada no se encuentra una cantidad apreciable de AlÔg, es decir, no parece que el caolín haya sido atacado fuertemente. Observando los valores encontrados se ve que se pueden considerar agrupados en dos series distintas, cada una de las cuales corresponde a una cantidad diferente de materia orgánica presente en la muestra de que se partió. Así, en las muestras a las que se les agregó 1,111 g. de materia orgánica nos enfrentamos con valores de AlÔg sensiblemente menores que en aquéllos en que la cantidad de materia orgánica fue de 3,333 g. En cada una de estas series consideradas el AlÔg extraído no depende directamente del número de ataques a que ha sido sometida la muestra objeto de estudio.

En las graneas que se adjuntan (ñgs. 1 y 2) se puede ver cómo las curvas correspondientes a la mayor cantidad de materia orgánica (Ib, Hb y Hlb) situadas por encima de las que tienen menor cantidad (la, Ha y Ula). Asimismo, to-

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EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA...

das presentan un hábito semejante y un máximo que según el tipo de materia orgánica se encuentra en el punto correspondiente a los cinco tratamientos o se desplaza hasta el de die : tratamientos.

caolín a so-'c

FiG. 1.—la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con 1,111 g. de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de almidón. IIb) con

3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 de celulosa.

Al elevar la temperatura de 50" C a 75° C, la cantidad de Al Og presente en los líquidos de lavado disminuye al aumentar el número de ataques. Así, en las correspondientes gráficas vemos que el máximo anteriormente citado se adelanta, en algunos, a los tres tratamientos, sufriendo a continuación un descenso acusado e incluso como en la I llegando a anularse para los 20 tratamientos.

También en esta serie de 75° C se nota un agrupamiento de curvas en la zona inferior correspondiente a las de menor cantidad de materia orgánica y en la parte superior las de mayor cantidad de materia orgánica; aunque esta separación no es tan notoria como en la serie a 50° C.

Como se indicó anteriormente al estudiar la variación del pH, el de las muestras correspondientes a esta serie de 75° C se eleva, al mismo tiempo que la cantidad de aluminio encontrado disminuye; cabe pensar en una posible hidrólisis de sales formadas al reaccionar los productos de degradación con el aluminio procedente del ataque del mineral, con la disminución consiguiente del aluminio libre presente en las soluciones objeto de análisis.

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4i" -caolín a is^c

^0 -

3S -

30-

IS 0? /A\^0\

20 ^ /) " ' x N?

\ ^

J S N^ \

10 -

S \-^\.:./i7£^

_JiI_-^^^^^^_ m. tra tarn ie ntos

zo

FIG. 2.—la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con 1,111 g, de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de almidón. IIb) con

3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 de celulosa.

ARCILLA ILÍTICA A DE ALCALÁ

Variación del pH

En las muestras calentadas a SO"* C y a las que no se les ha agregado materia orgánica, es decir, aquéllas en que los ataques se han hecho directamente en la arcilla extraída del suelo natural no se aprecia una variación de pH digna de tenerse en cuenta, aun cuando se ha llegado hasta veinte tratamientos.

En las restantes muestras a las que se les ha adicionado un tipo de materia orgánica (almidón, glucosa o celulosa) se observa variación, la que depende de la clase de materia orgánica añadida. En aquellas que contienen almidón, el pH desciende hacia el primero o segundo tratamientos en donde presenta un valor mínimo, ascendiendo de nuevo a partir de este momento, llegando casi al pH primitivo de la suspensión, en las muestras cuyo número de tratamientos es mayor (cinco, diez y veinte). El descenso del pH es más acusado en aquéllas en que hemos añadido 3,333 g.

En las que se agregó glucosa, presentan un mínimo al primer tratamiento, siendo este valor más bajo que el encontrado para el almidón. Al continuar los tratamientos, también aparece un aumento del pH, pero en las muestras con 3,333 g. de glucosa es más lento, es decir, no alcanza, como en el caso del almidón, el pH de la suspensión primitiva, siendo los valores que más se aproximan los correspondientes al tratamiento número veinte.


EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA. . .

En la serie de muestras con celulosa en su composición vemos que la adición de 1,111 g. no parece influir en la variación del pH, pero al aumentar aquella cantidad a 3,333 g. y elevar el número de tratamientos de diez a veinte, es decir, a partir del tratamiento número diez, el pH comienza a disminuir más acusadamente, elevándose algo en los ataques finales. De lo anteriormente dicho se deduce que la acción de la celulosa es más lenta que la de las otras dos materias orgánicas empleadas.

La elevación de la temperatura a 75" C, a que se realizan los ataques no parece tener influencia en la variación de los valores del pH con relación a los obtenidos para las muestras tratadas a 50" C, ya que podemos decir de esta serie

TABLA II

Arcilla ilítica de Alcalá con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a 50'' C y 75'' C

i pH

Muestra Tratamientos Almidón

50^ C 75^' C

Glucosa Cel ulosa Tratamientos Almidón

50^ C 75^' C 50« C 75^ C 50« C 75" C

5A, 33A Susp. 8,20 8,11 . 8,22 8,02 8,40 8,42 BA, 41A | 0 4,10 4,08 3,60 4,07 7,30 6,72 21A, 49A 30 5,40 5,26 5,55 5,10 7,62 7,60

7A, 35A 15A, 43A 5*' 8,10 6,95 4,80 5,90 7,53 7,43 23A, 51A

HA, 39A 10'' 7,42 6,30 6,65 6,80 7,10 6,56 19A, 47A 27A, 55A 20* 8,10 7,58

Sin

8,28

7,32

pl

materia

7,30 5,05 6,20

- » » T»al;n»,

8,10 7,58

Sin

8,28

7,32

pl

materia

7,30 5,05

- » » T»al;n»,

8,10 7,58

Sin

8,28

7,32

pl

materia orgánica

Susp.

8,10 7,58

Sin

8,28 OA P

30

Susp.

7,60 7,80

8,42

a 50« C

28A V' 3*'

7,62 7,96

a 75 ^ C

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de muestras lo mismo que hemos indicado anteriormente para las correspondientes a 50 ^ C (tabla II).

Aluminio ^ extraído por efecto de los ataques con HJJ^^

Las cantidades de AI2O3 encontradas en los líquidos de lavado del residuo resultante, después de realizar los ataques, son en general mayores que las halladas en el caso del caolín.

En la primera serie de m.uestras, calentadas a SO"" C, observamos dos grupos, uno correspondiente a aquellos que contienen 1,111 g. de materia orgánica y otro (en el que aparece una mayor cantidad de aluminio) en el que se agrupan las que se les adicionaron 3,333 g. de materia orgánica.

Hay que tener en cuenta no sólo la cantidad de materia orgánica, sino también el tipo de ella, ya que, como se observa en las gráficas adjuntas (figs. 3 y 4),

ss

Sü

ss-

SO'

' ^S

JS

JÛ \

2S

ZÛ

/ i H

w

S

1

aralld illiticd A d 50'C

n^.trdtdmientos 10 20

FIG. 3.—O) Sin materia orgánica, la) con 1,111 g. de almidón, lia) con 1,111 g. de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ibj con 3,333 g. de

almidón. IIb) con 3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 g. de celulosa.



en las muestras con glucosa se ha hallado mayor cantidad de aluminio liberado por efecto de los ataques (I^ y II,,), llegando a 63 mg. después de cinco tratamientos con agua oxigenada.

Sin embargo, en todas las gráficas se mantiene el mismo hábito ; presentan un máximo para los cinco tratamientos (en alguna se retrasa hasta los diez) y a partir de aquí disminuyen.

4S

35

30

15

10

15

10

arcilla illiticd A â js'c

te

r

íi' trâtdmientûs 10 10

FIG. 4.—O) Sin materia orgánica. la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con 1,111 g. de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de

almidón. IIb) con 3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 g. de celulosa.

En el análisis efectuado en los líquidos correspondientes a la serie calentada a 75°C se ha extraído, en general, menor cantidad de Al^Og. Asimismo, la glucosa ha producido un efecto mayor que las otras dos materias orgánicas (11 y Ib a JS"" C), aunque no se ha llegado, como en los tratamientos a 50'' C, a 63 mg., sino solamente a 40 mg., como cantidad máxima de AUO3 encontrada. El máximo igualmente que en la serie anterior, lo presentan a cinco o diez tratamientos y las curvas son del mismo tipo.

Tanto en el feldespato como en los dos suelos siguientes se ha trabajado con un número inferior de muestras teniendo en cuenta el comportamiento de las dos anteriores estudiadas y sobre todo el de la arcilla ilítica.

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Se han suprimido las correspondientes a diez tratamientos, limitándonos únicamente a medir el pH al llegar al n."" 10 en las sometidas a veinte tratamientos. Solamente se han adicionado 3,333 g. de materia orgánica, por observarse que hay una mayor influencia cuando la proporción de materia orgánica es mayor.

FELDESPATO BLANCO

Variación del pH

En los primeros tratamientos hay una disminución del pH más acusada en aquellas muestras a las que se les ha adicionado almidón o glucosa. En las de

TABLA III

Feldespato blanco con 3,333 g. de materia orgánica, atacado a SO"" C y JS"" C

Tratamientos Almidón

pH

Glucc Muestra Tratamientos Almidón

pH

Glucc )sa Celulosa Tratamientos

50° C 75» C 50° C 75» C 50° C 75» C

IF, I IF Susp. 7,65 7,90 7,90 7,90 7,90 7,87 4F, 14F 1° 3,08 3,10 3,52 3,25 6,80 6,09 7F, 17F 30 1,98 2,35 1,91 2,40 4,10 4,35

2F, 12F 5F, 15F 5° 3,60 4,50 2,90 4,50 2,60 3,30 8F, 18F

3F, 13F 10° 5,60 6,08 5,40 5,77 4,50 4,51 6F, 16F 9F, 19F 20° 6,75 8,52 6,70 8,32 6,78 6,15

Muestra Tratamientos Sin materia

[

orgánica Muestra Tratamientos

Sin materia

[

orgánica

Susp. 7,90 OF 1°

30

Susp.

7,20 7,50

7,72

a 50° C

lOF 1° 30

6,37 7,95

a 75° C


EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA.. ,

celulosa el pH menor lo encontramos en el quinto tratamiento; esta materia orgánica al ser más resistente tiene un efecto más retardado.

Al elevar la temperatura a 75*" C el valor del pH es algo superior. A partir del tercer tratamiento en las de almidón y glucosa, y del quinto en las de celulosa, sufre de nuevo una elevación.

Cuando al feldespato no se le agrega ninguna materia orgánica, los ataques con agua oxigenada no influyen en la variación del pH, ya que éste permanece prácticamente constante (tabla III).

Aluminio extraído por los ataques con Hfl^

La cantidad de AI2O3 extraída es bastante grande, presentando un máximo a los cinco tratamientos para cualquiera de las materias orgánicas adicionadas. El valor mayor pertenece a aquellas que contienen glucosa, les sigue las de almidón y en tercer lugar están las de celulosa.

feldespato Blanco

a so'c a is'c

3 s 20

numero de tratamientos

FiG. 5.—I) con 3,333 g. de almidón. II) con 3,333 g. de glucosa. III) con 3,333 g. de celulosa.

A VS"" C ocurre lo mismo aunque las cantidades extraídas son algo menores y en la glucosa el máximo se adelanta a los tres tratamientos (fig. 5).

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TERRA ROS SA

Variación del pH

En las que contienen almidón el pH mínimo lo encontramos a los cinco tratamientos, independientemente de la temperatura a que se trabaje, aunque el descenso es algo más acusado para 50° C. A partir de este momento comienza a ascender llegando a 4,10 a los veinte tratamientos.

En las muestras de glucosa, ya después del primer tratamiento, hay una bajada grande y presentan el mínimo a los tres, a continuación vuelve a crecer ; igual que ocurría con el almidón, el pH es menor a los 50"" C que a los 75'' C.

TABLA IV

Terra Rossa con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a 50"" C y yS"" C

Tratamientos Almic

pH

Muestra Tratamientos Almic lón Glucosa Celuk )sa Tratamientos

50° C

7,71

75° C 50° C 75° C 50° C

7,92

75° C

IR, IIR Susp.

50° C

7,71 8,10 8,01 8,30

50° C

7,92 8,20 4R, 14R 1" 7,02 7,35 3,60 4,00 7,10 7,40 7R, 17R 30 3,65 5,90 2,80 3,55 5,60 6,50

2R, 12R 5R, 15R 5" 3,21 3,73 3,30 3,21 6,10 7,25 8R, 18R

3R, 13R 10° 3,50 3,80 3,70 3,55 3,70 5,70 6R, 16R 9Ä, 19R 20" 4,10 4,10 4,25 4,08

[

orgánica

4,00 5,95

Muestra N.»

rra tamientos

4,25 4,08

[

orgánica Muestra

N.» rra tamientos

Sin materia

4,08

[

orgánica

Susp. 8,00 OR 1°

3°

Susp.

7,20 6,67

8,30

a 50'C

lOR 1" 3°

7,15 6,90

a 75" C



La celulosa parece ser la más difícil de eliminar, lo mismo que ha ocurrido con los otros minerales de la arcilla estudiados. El pH más pequeño no aparece hasta los diez tratamientos, siendo el descenso más lento, y asimismo como con las otras materias orgánicas se eleva a partir de aquí. También para la celulosa es más efectivo el ataque a 50''C que a 75''C.

Cuando a las muestras no se les ha adicionado ninguna materia orgánica la variación del pH es muy pequeña (tabla IV).

Aluminio extraído por efecto de los tratamientos con hfi^

Al analizar los líquidos correspondientes a los tratamientos con agua oxigenada, como la reacción de la Terra Rossa con aquel reactivo es bastante violenta, no encontramos una regularidad en las cantidades de Al^Og extraídas por efecto de dichos tratamientos, como ocurría en los anteriores minerales estudiados y como se puede observar en las graneas adjuntas (ñg. 6). Esta irregu-

Terr< 1 nûSSâ -Zö^^^^v.

â 50'C d IS'C

-ISO

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y

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20 J 5 J \ 1 \

10

número tratamientos

FiG. 6.—I) con 3,333 g. de almidón. II) con ^,333 g. de glucosa. III) con 3,333 g. de celulosa.

laridad también se le puede achacar a que la muestra no está formada por un solo mineral, sino por la reunión de montmorillonita, micas, cristales largos de

550 BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 8 - N.° 5


haloisita y caolinita. Se han tomado estas arcillas de un suelo natural, para poder ver de este modo en un solo ensayo los efectos producidos en varios minerales.

TIERRA PARDA

Variación del pH

Cuando a las muestras en las que se mide el pH no se les ha adicionado materia orgánica alguna, los tratamientos con agua oxigenada hacen descender el pH, pero menos acusadamente que en aquéllas en que se agregó almidón o glucosa.

TABLA V

Tierra Parda con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a SO"" C y VS"" C

N.o Tratamientos Almi

pH

Muestra N.o Tratamientos Almi don Glucosa Celulosa N.o Tratamientos

50" C

7,50

75° C 50° C 75° C 50° C 75° C

IP, I IP Susp.

50" C

7,50 7,65 7,60 7,75 7,41 7,73 4P, HP 1° 4,13 3,90 3,10 3,65 6,08 8,00 7P, 17P 3° 3,10 2,95 2,50 3,00 4,80 4,98

2P, 12P 5P, 15P 5° 3,20 3,55 3,35 3,91 4,60 5,10 8P, 18P

3P, 13P 10" 3,80 4,00 3,75 3,90 3,50 3,60 6P, 16P 9P, 19P 20" 4,40 4,32 4,30 4,09 3,30 3,40

Muestra N."

Tratamientos

7,30

pH Muestra

N." Tratamientos

7,30

Sin materia orgánica

Susp. 7,30 OP 1"

3"

Susp.

6,61 4,60

8,00

a 50° C

lOP 1"

3° 6,65 4,80

a 75° C

SEPTIEMBRE-OCTUBRE 1969 55J

EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA. . .

La variación de temperatura no afecta prácticamente al pH, como se ve en la comparación de unas con otras.

Las muestras conteniendo almidón presentan un mínimo a los tres tratamientos para ambas temperaturas y a partir de aquí comienza a crecer de nuevo. Los pH correspondientes a 15'' C son inferiores.

La serie de glucosa nos da igualmente el menor pH a los tres tratamientos, para ambas temperaturas, aunque éste es más bajo que en el de las que contienen almidón. Lo mismo que para éstas, en las de glucosa también se va elevando lentamente el pH desde este momento.

La celulosa, como nos ocurrió en todos los minerales anteriormente estudiados, tiene un efecto más retardado, a causa de su mayor resistencia al ataque por el agua oxigenada ; así el pH menor lo encontramos a los veinte tratamientos, comenzando a disminuir desde el primero. A 75° C, aunque no parezca lógico, el ataque es más lento, siendo los valores del pH superiores a los de los tratamientos correspondientes a SO"" C (tabla V).

Aluminio extraído por efecto de los tratamientos con agua oxigenada

En los líquidos resultantes de los tratamientos con HÔ^, el AlÔg encontrado no guarda una uniformidad en relación con el número de ataques a que se ha sometido la muestra, debido a la reacción violenta del agua oxigenada con todas las series de muestras.

En la serie con almidón el máximo de AlÔ^ corresponde a los cinco tratamientos; en la glucosa a los tres tratamientos y en la celulosa a los veinte tratamientos, cuando trabajamos a SO"" C. A IS"" C, las cantidades de AlÔg son bastante más parecidas en todas las muestras y en general superiores a las halladas a 50* C, aunque ninguna alcanza el valor máximo perteneciente a la muestra con glucosa, tres tratamientos con agua oxigenada y calentada a 50" C (fig. 7).

IV. Conclusiones

1. Se ha podido constatar el hecho, que ya era previsible, de que la glucosa se destruye con mayor facilidad que el almidón y ambas más fácilmente que la celulosa. Esta última, después de diez tratamientos con agua oxigenada, y a pesar de no observarse desprendimiento de burbujas al añadir ésta, se comprueba que la materia orgánica no ha sido totalmente destruida.

2. El tratamiento con agua oxigenada provoca una disminución en el pH de la suspensión, alcanzándose el mínimo con mayor lentitud en el caso de la celulosa; posteriormente el pH se incrementa llegando a alcanzar incluso el valor primitivo, lo que únicamente se puede justificar por la neutralización de los pro-

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Tierrd Pardd - 200

- ISO \

â 50'C a 15' c

^ \K\ \ 7

1

-100

-SO 1

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L. L_ 5 20

\ J 5 . ^ ¿0

n Unie no tratamientos

FIG. 7.—I) con 3,333 g. de almidón. Il) con 3,333 g. de glucosa. Ill) con 3,333 g. de celulosa.

ductos ácidos formados al reaccionar con el material objeto de estudio o por su destrucción posterior por el agua oxigenada.

3. Se comprueba que no existe una relación directa entre la cantidad de aluminio extraída como consecuencia del tratamiento con agua oxigenada y la existente en la muestra natural.

4. La caolinita y la arcilla ilítica se atacan menos por el agua oxigenada que el feldespato; todos ellos tienen una atacabilidad menor que la fracción arcilla de los suelos, en los que además nos encontramos con que no existe una regularidad en la extracción.

5. En todos los casos la cantidad de aluminio encontrada en los líquidos de lavado presenta un máximo para un determinado número de tratamientos, variable con la naturaleza del material.

6. En todos los ensayos en que se ha trabajado con celulosa se puede notar que la acción de esta materia orgánica es más efectiva que la del almidón o glucosa, probablemente debido a la permanencia de materia orgánica sin atacar totalmente. La naturaleza de la materia orgánica, tiene por lo tanto una importancia fundamental en cuanto al efecto producido por los tratamientos.



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