REVISTA FACULTAD NACIONAL DE AGRONOMIA

DIRECTOR GI~LERMO GUERRA E 1 A

Vol XX Diciembre de 1960

Apartado aeacutereo 568 - DIlecclOacuten pos tal Facultad Na de Agronomiacutea BIBLIOTECA - MCdelliacuten - Colombia S A

TARIFA POSTAL REDUCIDA REOISTRO N 648 DEL MINISTERIO DE COMUNICACIONES

SUPERFICIE ESPECIFICA Y CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE

CATIONES EN VARIOS SUELOS COLOMBIANOS

OSCAR OS PINA L

INTRODUCCIOf

El estado actual del conocimiento de nuestros suelos exige una inshyversioacuten parcial de los procedimientos geIlcralc~ de estud io aduptadus para ia buacutesqueda de una maacutes beneacutefica utilizacioacuten de aqueacutellos La forma de aproximacioacuten a la resolucioacuten de los problemas edaacuteficos y pedoloacutegicos de este paiacutes se fundamenta -en la mayoriacutea de los casos- en la adopcioacuten de sistemas y teacutecnicas que han probado ser satisfactorios en otras latitudes olvidando de paso que la aplicacioacuten de tales procedimientos se c-laacute I1eshyvando a cabo sin la maacutes elemental revisioacuten de los conocimientos coacutericos baacutesicos y con la maacutes miacutenima apreciacioacuten de la composicioacuten y con~titucioacutell de los suelos

Si bien es cierto que las circunstancias actuales no permiten la deshydicacioacuten exclusiva de todo esfuerzo al estudio y comprobacioacuten de las leyes o principios fundamentales de la ciencia de suelo eu nues tro medio tampoco es aceptable ir a la buacutesqueda de todas las soluciones con un conocimiento a priori basado en experiencias foraacuteneas las maacutes de las veces no aplicables a estos suelos Ambos puntos de vista se podriacutean conshyjugar en middot una sola actitud cual es la de echar mano de teacutecnicas actuales que alivien momentaacuteneamente la situacioacuten presente pero que al mismo

Trabajo de tesis presentado como requisito parcial para opt r al tiacutetulo de Ingeshyniero Agroacutenomo

Profesor de Suelos de la Faoc ultad

1

tiempo se utilicen para clarificar o relievar los fundamentos que daraacuten iexcla~ bases para el desarrollo de teacutecnicas maacutes juic iosas Cuando los prinshycipios son entendidos a cabalidad el modo y la forma de utilizarlos geshyneralmente se encuentran raacutepidamente pero sin un conocimiento de aq ueacutellos los procedimientos seraacuten siempre empiacutericos

La determinacioacuten de la superficie e peeiacutefica de los materiales del suelo por medio del meacutetodo de retencioacuten de etileno glicol ha traiacutedo a la luz una forma nueva de estudio para la solucioacuten de interrogantes que velan auacuten la concisa interpreta cioacuten del conocimiento que hoy se tiene de los suelos

Cualquier intento de caracterizac ioacuten de la actividad superficial de iacuteos suelos justifica tal fin por cuanto con ello se allega maacutes informacioacutell v se simplifican ciertas investigaciones relacionadas con la alimentacioacuten de las plantas en la fase soacutelida Es de recordar que el ambiente catioacuteshyni o de una raiacutez en un sistema mixto de iones mono y divalentes es enteramente diferente en un suelo eleacutectricamente dominado por caolishynita q uc en otro similar dominado por rnontmorillonita La reaccioacuten de los fertilizantes fosfatados depende entre otros factores de la naturaleza cantidad de superficie expuesta por las partiacuteculas del suelo un conoshycimiento de estas propiedades ayudariacutea a resolver la sineacutetica del intershycambio entre el foacutesforo adsorbido y el soluble asiacute como el mecanismo de fijac ioacuten de dicho elemento

El aspecto de identificacioacuten de arcillas es otro inquietante probleshyllla que exige inmediata solucioacuten Normalmente los meacutetodos para estishymar la naturaleza de la fraccioacuten menor de 2 micras en los suelos se han hasado en la defraccioacuten de rayos X anaacutelisis teacutermico diferencial anaacutelisis ciexcl IlIacutemie para constituyentes caracteriacutesticos y capacidad de intercambio de cationes Ninguno de ellos es enteramente adecuado para la caracteshyrizacioacuten de las arcillas aunque el LISO combinado de vario de ellos da Icsultado~ que son dignos de confianza No obstante la presencia en los suelos de minerales de tipos laminares diferentes que disfrutan en parte de la propiedad de expansioacuten u hinchamiento y capacidad de intercamshybio pone ciertas dudas sobre el tipo de anaacutelisis a seguir El meacutetodo analiacutetico desarrollado por Dyal y Hendricks y adoptado en el presente trabajo mide la expansioacuten interplanar y se adapta faacutecilmente para la diferenciacioacuten general de las arcillas en expandibles y no expandibles

Muchos problemas relac ionado con la geacutenesis del suelo estaacuten estreshychamente relacionados con los coloides minerales de eacuteste y asiacute una meshydida de la retencioacuten del etilcnn glicol ayudariacutea en la descripcioacuten de iacuteos suelos y reemplazariacutea en parte la necesidad de los anaacutelisis minerashy

2

loacutegicos En sucios inmaduros el cambiu de superficie especiacutefica tiempo bajo condiciones de laboratorio arbitrariamente fijadas duce el concepto de iacutendice de meteorizacioacuten y ayudariacutea a la c1asif dc los suelos para propoacutesitos tales como adapta(ioacuten de cultivos y cioacuten de fertilizantes

El preellte trabaju es una ciacioacuten J -J

perficiaJ dadmiddot nL~l

me (ICI

de

_ 11 a las 1 ciacutea 1

I mor p U l ~ 1LlLr a r

quc I t 1la ca ~

publil sobre sohre

E suacutelida diario diexcl iLs general

Lu Jcidad nll IHas

prImero CjIW esta 1l11-mo a pusicioacuten

se utili cen para clarificar o relieva I~s f~ndamentos que dar~n es para el desa rrollo de teacutecnicas mas JUIcIosas C uando los prInshyson entendidos a ahalidad el n do y ordm rru de ge-

loacutegicos En sucios inmaduros el cambio de superficie especiacutefica CO II el tiempo bajo condiciones de laboratorio arbitrariamente fij adas introshyduce el concepto de iacutendice de meteorizac ioacuten y ayudariacutea a la clasificacioacuten de los sucios para propoacutesitos tales como adaptacioacuten de cultivos y aplicashycioacuten de fertilizantes

El presente trabajo es un a nllCla Clon a l estudio de la ac tividad sushyperficial de alguno~ su los de Colombia en relacioacuten COll ciertas propieshydldes fiacute sicas y quiacutemicas de los l1IiSlllOS 1 realizarlo se tuvo presente m ls que todo el propoacute~ ito de introducir dos teacutecnicas simples y relativashymen te recientes que en buenas manus ayudaraacuten lt e~darecer y asentar cierto conocimientos fundamcnt ales para la me jor utilizacioacuten y manejo de los sucIos elel paiacutes

RE V ISTO DE IITERATl R

I

Las propiedades fbicas y quiacutemicas de los suelos son una funcioacuten el 1 attividad superficial b cual estaacute dada por la superficie especiacutefica ele las partiacuteculas que com ponen el suelo Hasta hace algunos antildeos se recunoshyda uacutenicamente a la fraccioacuten arcilla (entre los componentes de la parte inurgaacutenica ) corno la sola responsbale dc poseer act ividad ~ uperfi c ia l y P(JI con iguientc ~c r el asiento de las principales nactiunes que teniacutean iugar en los suelos Sin Illbargo recientement se ha vcnido demost rando qUf las fracciones limo y arena tambieacuten contribuyen en cierto grado a la capacidad de reacc ioacuten dd suelo de ahiacute que la mayoriacutea de los estudio publicados sobre superficie especiacutefica e rdieran a resultados obtenidos obre a rcillas_ lo cual ha venido sosteniendo un cun epto algo vi iado ~()hre la verdadera na turakza de la a ti vidad superficial

El crec iente inteIeacute~ por el conocimiento del fenoacutemenu de la fase (iexcllida el la ~ partiacuteulas dd suelo ha llevado a los investigadores a estushydia rlo iexcliexclajo dist int)~ puntos de vista Para hacer maacutes concisa la revisioacuten de 1m trabajos antcriorc~ se agruparaacuten eacutestos de acuerdo con los m~todo~

generales propuestos

1 - METODOS HASADOS IN El TAMANtildeO rn lA~ IJARTICULA S

I

Los lludius al respecto se han basado en d supuesto de que la cashypalidad d(~ reacc ioacuten de las partiacutecul as es una funcioacuten del diaacutemetro de las IlIi lnas F H Killg (ll l g~9 ci tado por MacKower el al ( 29 ) fue el jJrimelO en computa- la superficie especiacutefica de alguno suelos al asumir que estaban compllestos por partiacuteculas esfeacutericas de cicrtCl diaacutemetro El mismo autor encontroacute cierta correlacioacuten entre dicha propifdad y la comshyposicioacuten quiacutemica del coloide Maacutes reciente Puri (57 ) es quien ha COllshy

3

tinuado dicha trayecto ria y para tal efec to obtuvo distiltos separaJos por medio del anaacutelisis mecaacuten ico a los cuales asignoacute diaacutemtros determishynados de acuerdo con la ley de Stokes La forma aritrneacutetic2 ne computar superficie especiacutefica por este meacutetodo es ba tante simple Si hien encontreacute una estrecha semej anza en tre los valores hallados por d r ho procedishymien to y al aplicar la foacutermula s miempiacuterica de Orehistos 52) los reshysultados en general soacutelo dan una lige ra idea de la verdadca actividad superficial en las partiacuteculas de dimensiones coloidales por l lanto parte del upuei to de que tales partiacuteculas ti enen forma esfeacute rica lo ual es falso a la luz d middot la na turaleza misma J aqueacutellas ComccuentCJ11f lte excluye tal tra tamiento la contribucioacuten que hace a la superficie es]Yciacute fica total la misma superficie interna que manifiesta cierto tipo de arc Illas El misshymo autor en colaboracioacuten con Singh y Sharma (58 ) hace rlepender la caplcidad de reaccioacuten de los suelos de las solas forma y tamantildeo de las partiacuteculas maacute bien que de u naturaleza al decir que el poc-c r de intershycambio depende mucho maacutes del aacuterea superficial u puesta q ue de la comshyposicioacuten quiacutemica de la mue tra Aunque se ha reconocido (22) que al disminuiacuter el tamantildeo de la partiacute ulas aumcnta su aacuterea superficial por unidad de peso o volumen el hecho es que tal aumento en siacute no es el uacutenico ni el principal responsable de la actividad superficia l que puede exhibir cierto tipo de superficies ya que como lo explica Kelley (24) sustancias que exhiben una alta superficie especiacutefica no tienen o acaso siacute una muy ligera capacidad de reacc ioacuten Jurin ak ( 19 ) tablece q ue el coshynocimiento de la naturaleza de la superficie es factor primordial en los fenoacutemenos de adsorcioacuten

rr - METODOS BASADOS EN LA AD SORCION DE VAPOR DE AGUA

Del es tudio de numerosas inve tigaeiones acerca de la adsorcioacuten de moleacutecula el e agua por los coloides a rcilloios se desprende que dicho fenoacutemeno es una funcioacuten de las fu erzas de atraccioacuten sobre la superficie de las partiacuteculas Estas fuerzas e t n asociadas con la naturaleza quiacutemica y mineraloacutegica de la red cristalina Mitscherlich citado por Baver (2) asumioacute que la cant idad de vapor de agua adsorbido por un suelo era proporcional a la uperficie to tal y tratoacute de calcula r eacutesta en base a que el agua estaba presente como una apa monomolecular En 1955 y 1953 Orchi ton (52 53) utilizoacute la acltoleioacuten de vapor de agua a 25degC sobre rnuc tra de arcilla calentadas a 600degC y sin calentar con el fin de determinar la superficie especiacute fica interna y cxtnna de dichos materiales Al querer comprobar la utilidad de este meacutetodo para tal fin Quirk (59) no encontroacute ninguna relacioacuten entre los valores asiacute obtenidos y los enconshytrados por el meacutetodo de adsorcioacuten de N a bajas temperaturas dicho autor explica que las diferencias encontradas fueron debidas a variacioshy

4

nes en la deusidad di arao Lo J - - shy

tinuado dicha trayectoria y para tal efecto obtuvo distiJltos separaJos ~iexcl del anaacutelisis mecaacutenico a los cuales asignoacute diaacutemtros deter mishy

_ I de Stokes La forma a ritmeacutetic de computar _ -ante simple Si hicn encontreacute

r drho procedishymiddot52 ) los reshy

If ~a actividad lanto parte

o ual es falso me 1 te excluye

pciacutefica total rc iHas El misshy

epender la tamantildeo de las

po er de intershya qur de la comshyido (22) que al

a superficial por to en siacute no es el

erficial que puede plica K elley ( 24) o tienen o acaso siacute establece q ue el coshyr primordial en los

I VAPOR DE AGUA

Id dFa de a a sorClon e I desprende que dicho f ioacuten sobre la superficie

la na tur iexcl eza quiacutemica

iexclcitado por Baver (2) rbido por un suelo era

ruarlesta en base a que lecular En 1955 y 1953 Ir de agua a 25 degC sobre

calentar con el fin de erna de dichos materiales

para tal fin Quirk (59 ) asiacute obtenidos y los enconshyajas temperaturas dicho

fueron debidas a variacioshy

nes en la densidad de carga de las superficies Sin embargo las razone~ maacutes acertadas para atribuiacuter tales diferencias son las de q uc la presioacuten de vapor relativamente alta del agua form a olvados incompletos ademaacutes de tener una fuerte tendencia a continuar la red cristalina en el eje de la C tal como explican Sor y Kemper (65 ) De ahiacute que tales difishycultades teacutecnicas excluyen la adsorcioacuten ele vapor ele agua como meacutetodo praacutectico para determinar superficie especiacutefica

III - METODOS BASADOS EN LA ADSORcrON DE GASES

El empleo de moleacuteculas ga cosas para la determinacioacuten de superfishyCle (pe iacutefica en soacutelidos se inicioacute en 1938 cuando Brunauer Emmett v Teller citados por Emmett el al ( 11 ) desa rrollaron un meacute ~oelo basad~ en la adsorcioacuten de N a bajas temperaturas Este meacutetodo y los demaacutes que utilizan gases o liacutequidos polares e fundamentan en la ecuac ioacuten desarrollada por Langmuir la cual fue derivada basaacutendose en el hecho bien conocido de que un soacutelido tiene estructura cristalina y su superficie es como un tablero de ajedrez con aacutetomos distribuiacutedos en una forma ordenada Cada aacutetomo en la superficie tiene valen ias libres o no satisshyfechas las cuales estaacuten disponibles para recibir una y solamente una moleacutecula de la fase gaseosa o en solucioacuten Permanentemente hay un vuelo continuo de moleacuteculas de la fase externa a la superficie y viceversa La rata a la cual las moleacuteculas son adsorbidas depende de tres factores 1) El nuacutemero de moleacuteculas (5 ) que golpean a la superficie por segundo 2) la fraccioacuten (m ) de moleacuteculas incidentales que se adhieren 3) El aacuterea ( 1 - g) que no estaacute cubierta por moleacuteculas adsorbidas siendo g la fraccioacuten cubierta La rata de desorcioacuten es gr donde r es la rata de evaporacioacuten de una superficie cumpletamente cubierta

En equilibrio

gr = rus (l-g) = ms - gms

ms g=--shy

r+ms

Sustituyendo 1 por la constante mil

ls g=--shy

1+ ls

Usando diferentes constantes a y b el peso del material adsorbido J por unidad de superficie de material adsorbente estaacute dado por la foacutermula

5

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

tiempo se utilicen para clarificar o relievar los fundamentos que daraacuten iexcla~ bases para el desarrollo de teacutecnicas maacutes juic iosas Cuando los prinshycipios son entendidos a cabalidad el modo y la forma de utilizarlos geshyneralmente se encuentran raacutepidamente pero sin un conocimiento de aq ueacutellos los procedimientos seraacuten siempre empiacutericos

La determinacioacuten de la superficie e peeiacutefica de los materiales del suelo por medio del meacutetodo de retencioacuten de etileno glicol ha traiacutedo a la luz una forma nueva de estudio para la solucioacuten de interrogantes que velan auacuten la concisa interpreta cioacuten del conocimiento que hoy se tiene de los suelos

Cualquier intento de caracterizac ioacuten de la actividad superficial de iacuteos suelos justifica tal fin por cuanto con ello se allega maacutes informacioacutell v se simplifican ciertas investigaciones relacionadas con la alimentacioacuten de las plantas en la fase soacutelida Es de recordar que el ambiente catioacuteshyni o de una raiacutez en un sistema mixto de iones mono y divalentes es enteramente diferente en un suelo eleacutectricamente dominado por caolishynita q uc en otro similar dominado por rnontmorillonita La reaccioacuten de los fertilizantes fosfatados depende entre otros factores de la naturaleza cantidad de superficie expuesta por las partiacuteculas del suelo un conoshycimiento de estas propiedades ayudariacutea a resolver la sineacutetica del intershycambio entre el foacutesforo adsorbido y el soluble asiacute como el mecanismo de fijac ioacuten de dicho elemento

El aspecto de identificacioacuten de arcillas es otro inquietante probleshyllla que exige inmediata solucioacuten Normalmente los meacutetodos para estishymar la naturaleza de la fraccioacuten menor de 2 micras en los suelos se han hasado en la defraccioacuten de rayos X anaacutelisis teacutermico diferencial anaacutelisis ciexcl IlIacutemie para constituyentes caracteriacutesticos y capacidad de intercambio de cationes Ninguno de ellos es enteramente adecuado para la caracteshyrizacioacuten de las arcillas aunque el LISO combinado de vario de ellos da Icsultado~ que son dignos de confianza No obstante la presencia en los suelos de minerales de tipos laminares diferentes que disfrutan en parte de la propiedad de expansioacuten u hinchamiento y capacidad de intercamshybio pone ciertas dudas sobre el tipo de anaacutelisis a seguir El meacutetodo analiacutetico desarrollado por Dyal y Hendricks y adoptado en el presente trabajo mide la expansioacuten interplanar y se adapta faacutecilmente para la diferenciacioacuten general de las arcillas en expandibles y no expandibles

Muchos problemas relac ionado con la geacutenesis del suelo estaacuten estreshychamente relacionados con los coloides minerales de eacuteste y asiacute una meshydida de la retencioacuten del etilcnn glicol ayudariacutea en la descripcioacuten de iacuteos suelos y reemplazariacutea en parte la necesidad de los anaacutelisis minerashy

2

loacutegicos En sucios inmaduros el cambiu de superficie especiacutefica tiempo bajo condiciones de laboratorio arbitrariamente fijadas duce el concepto de iacutendice de meteorizacioacuten y ayudariacutea a la c1asif dc los suelos para propoacutesitos tales como adapta(ioacuten de cultivos y cioacuten de fertilizantes

El preellte trabaju es una ciacioacuten J -J

perficiaJ dadmiddot nL~l

me (ICI

de

_ 11 a las 1 ciacutea 1

I mor p U l ~ 1LlLr a r

quc I t 1la ca ~

publil sobre sohre

E suacutelida diario diexcl iLs general

Lu Jcidad nll IHas

prImero CjIW esta 1l11-mo a pusicioacuten

se utili cen para clarificar o relieva I~s f~ndamentos que dar~n es para el desa rrollo de teacutecnicas mas JUIcIosas C uando los prInshyson entendidos a ahalidad el n do y ordm rru de ge-

loacutegicos En sucios inmaduros el cambio de superficie especiacutefica CO II el tiempo bajo condiciones de laboratorio arbitrariamente fij adas introshyduce el concepto de iacutendice de meteorizac ioacuten y ayudariacutea a la clasificacioacuten de los sucios para propoacutesitos tales como adaptacioacuten de cultivos y aplicashycioacuten de fertilizantes

El presente trabajo es un a nllCla Clon a l estudio de la ac tividad sushyperficial de alguno~ su los de Colombia en relacioacuten COll ciertas propieshydldes fiacute sicas y quiacutemicas de los l1IiSlllOS 1 realizarlo se tuvo presente m ls que todo el propoacute~ ito de introducir dos teacutecnicas simples y relativashymen te recientes que en buenas manus ayudaraacuten lt e~darecer y asentar cierto conocimientos fundamcnt ales para la me jor utilizacioacuten y manejo de los sucIos elel paiacutes

RE V ISTO DE IITERATl R

I

Las propiedades fbicas y quiacutemicas de los suelos son una funcioacuten el 1 attividad superficial b cual estaacute dada por la superficie especiacutefica ele las partiacuteculas que com ponen el suelo Hasta hace algunos antildeos se recunoshyda uacutenicamente a la fraccioacuten arcilla (entre los componentes de la parte inurgaacutenica ) corno la sola responsbale dc poseer act ividad ~ uperfi c ia l y P(JI con iguientc ~c r el asiento de las principales nactiunes que teniacutean iugar en los suelos Sin Illbargo recientement se ha vcnido demost rando qUf las fracciones limo y arena tambieacuten contribuyen en cierto grado a la capacidad de reacc ioacuten dd suelo de ahiacute que la mayoriacutea de los estudio publicados sobre superficie especiacutefica e rdieran a resultados obtenidos obre a rcillas_ lo cual ha venido sosteniendo un cun epto algo vi iado ~()hre la verdadera na turakza de la a ti vidad superficial

El crec iente inteIeacute~ por el conocimiento del fenoacutemenu de la fase (iexcllida el la ~ partiacuteulas dd suelo ha llevado a los investigadores a estushydia rlo iexcliexclajo dist int)~ puntos de vista Para hacer maacutes concisa la revisioacuten de 1m trabajos antcriorc~ se agruparaacuten eacutestos de acuerdo con los m~todo~

generales propuestos

1 - METODOS HASADOS IN El TAMANtildeO rn lA~ IJARTICULA S

I

Los lludius al respecto se han basado en d supuesto de que la cashypalidad d(~ reacc ioacuten de las partiacutecul as es una funcioacuten del diaacutemetro de las IlIi lnas F H Killg (ll l g~9 ci tado por MacKower el al ( 29 ) fue el jJrimelO en computa- la superficie especiacutefica de alguno suelos al asumir que estaban compllestos por partiacuteculas esfeacutericas de cicrtCl diaacutemetro El mismo autor encontroacute cierta correlacioacuten entre dicha propifdad y la comshyposicioacuten quiacutemica del coloide Maacutes reciente Puri (57 ) es quien ha COllshy

3

tinuado dicha trayecto ria y para tal efec to obtuvo distiltos separaJos por medio del anaacutelisis mecaacuten ico a los cuales asignoacute diaacutemtros determishynados de acuerdo con la ley de Stokes La forma aritrneacutetic2 ne computar superficie especiacutefica por este meacutetodo es ba tante simple Si hien encontreacute una estrecha semej anza en tre los valores hallados por d r ho procedishymien to y al aplicar la foacutermula s miempiacuterica de Orehistos 52) los reshysultados en general soacutelo dan una lige ra idea de la verdadca actividad superficial en las partiacuteculas de dimensiones coloidales por l lanto parte del upuei to de que tales partiacuteculas ti enen forma esfeacute rica lo ual es falso a la luz d middot la na turaleza misma J aqueacutellas ComccuentCJ11f lte excluye tal tra tamiento la contribucioacuten que hace a la superficie es]Yciacute fica total la misma superficie interna que manifiesta cierto tipo de arc Illas El misshymo autor en colaboracioacuten con Singh y Sharma (58 ) hace rlepender la caplcidad de reaccioacuten de los suelos de las solas forma y tamantildeo de las partiacuteculas maacute bien que de u naturaleza al decir que el poc-c r de intershycambio depende mucho maacutes del aacuterea superficial u puesta q ue de la comshyposicioacuten quiacutemica de la mue tra Aunque se ha reconocido (22) que al disminuiacuter el tamantildeo de la partiacute ulas aumcnta su aacuterea superficial por unidad de peso o volumen el hecho es que tal aumento en siacute no es el uacutenico ni el principal responsable de la actividad superficia l que puede exhibir cierto tipo de superficies ya que como lo explica Kelley (24) sustancias que exhiben una alta superficie especiacutefica no tienen o acaso siacute una muy ligera capacidad de reacc ioacuten Jurin ak ( 19 ) tablece q ue el coshynocimiento de la naturaleza de la superficie es factor primordial en los fenoacutemenos de adsorcioacuten

rr - METODOS BASADOS EN LA AD SORCION DE VAPOR DE AGUA

Del es tudio de numerosas inve tigaeiones acerca de la adsorcioacuten de moleacutecula el e agua por los coloides a rcilloios se desprende que dicho fenoacutemeno es una funcioacuten de las fu erzas de atraccioacuten sobre la superficie de las partiacuteculas Estas fuerzas e t n asociadas con la naturaleza quiacutemica y mineraloacutegica de la red cristalina Mitscherlich citado por Baver (2) asumioacute que la cant idad de vapor de agua adsorbido por un suelo era proporcional a la uperficie to tal y tratoacute de calcula r eacutesta en base a que el agua estaba presente como una apa monomolecular En 1955 y 1953 Orchi ton (52 53) utilizoacute la acltoleioacuten de vapor de agua a 25degC sobre rnuc tra de arcilla calentadas a 600degC y sin calentar con el fin de determinar la superficie especiacute fica interna y cxtnna de dichos materiales Al querer comprobar la utilidad de este meacutetodo para tal fin Quirk (59) no encontroacute ninguna relacioacuten entre los valores asiacute obtenidos y los enconshytrados por el meacutetodo de adsorcioacuten de N a bajas temperaturas dicho autor explica que las diferencias encontradas fueron debidas a variacioshy

4

nes en la deusidad di arao Lo J - - shy

tinuado dicha trayectoria y para tal efecto obtuvo distiJltos separaJos ~iexcl del anaacutelisis mecaacutenico a los cuales asignoacute diaacutemtros deter mishy

_ I de Stokes La forma a ritmeacutetic de computar _ -ante simple Si hicn encontreacute

r drho procedishymiddot52 ) los reshy

If ~a actividad lanto parte

o ual es falso me 1 te excluye

pciacutefica total rc iHas El misshy

epender la tamantildeo de las

po er de intershya qur de la comshyido (22) que al

a superficial por to en siacute no es el

erficial que puede plica K elley ( 24) o tienen o acaso siacute establece q ue el coshyr primordial en los

I VAPOR DE AGUA

Id dFa de a a sorClon e I desprende que dicho f ioacuten sobre la superficie

la na tur iexcl eza quiacutemica

iexclcitado por Baver (2) rbido por un suelo era

ruarlesta en base a que lecular En 1955 y 1953 Ir de agua a 25 degC sobre

calentar con el fin de erna de dichos materiales

para tal fin Quirk (59 ) asiacute obtenidos y los enconshyajas temperaturas dicho

fueron debidas a variacioshy

nes en la densidad de carga de las superficies Sin embargo las razone~ maacutes acertadas para atribuiacuter tales diferencias son las de q uc la presioacuten de vapor relativamente alta del agua form a olvados incompletos ademaacutes de tener una fuerte tendencia a continuar la red cristalina en el eje de la C tal como explican Sor y Kemper (65 ) De ahiacute que tales difishycultades teacutecnicas excluyen la adsorcioacuten ele vapor ele agua como meacutetodo praacutectico para determinar superficie especiacutefica

III - METODOS BASADOS EN LA ADSORcrON DE GASES

El empleo de moleacuteculas ga cosas para la determinacioacuten de superfishyCle (pe iacutefica en soacutelidos se inicioacute en 1938 cuando Brunauer Emmett v Teller citados por Emmett el al ( 11 ) desa rrollaron un meacute ~oelo basad~ en la adsorcioacuten de N a bajas temperaturas Este meacutetodo y los demaacutes que utilizan gases o liacutequidos polares e fundamentan en la ecuac ioacuten desarrollada por Langmuir la cual fue derivada basaacutendose en el hecho bien conocido de que un soacutelido tiene estructura cristalina y su superficie es como un tablero de ajedrez con aacutetomos distribuiacutedos en una forma ordenada Cada aacutetomo en la superficie tiene valen ias libres o no satisshyfechas las cuales estaacuten disponibles para recibir una y solamente una moleacutecula de la fase gaseosa o en solucioacuten Permanentemente hay un vuelo continuo de moleacuteculas de la fase externa a la superficie y viceversa La rata a la cual las moleacuteculas son adsorbidas depende de tres factores 1) El nuacutemero de moleacuteculas (5 ) que golpean a la superficie por segundo 2) la fraccioacuten (m ) de moleacuteculas incidentales que se adhieren 3) El aacuterea ( 1 - g) que no estaacute cubierta por moleacuteculas adsorbidas siendo g la fraccioacuten cubierta La rata de desorcioacuten es gr donde r es la rata de evaporacioacuten de una superficie cumpletamente cubierta

En equilibrio

gr = rus (l-g) = ms - gms

ms g=--shy

r+ms

Sustituyendo 1 por la constante mil

ls g=--shy

1+ ls

Usando diferentes constantes a y b el peso del material adsorbido J por unidad de superficie de material adsorbente estaacute dado por la foacutermula

5

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

se utili cen para clarificar o relieva I~s f~ndamentos que dar~n es para el desa rrollo de teacutecnicas mas JUIcIosas C uando los prInshyson entendidos a ahalidad el n do y ordm rru de ge-

loacutegicos En sucios inmaduros el cambio de superficie especiacutefica CO II el tiempo bajo condiciones de laboratorio arbitrariamente fij adas introshyduce el concepto de iacutendice de meteorizac ioacuten y ayudariacutea a la clasificacioacuten de los sucios para propoacutesitos tales como adaptacioacuten de cultivos y aplicashycioacuten de fertilizantes

El presente trabajo es un a nllCla Clon a l estudio de la ac tividad sushyperficial de alguno~ su los de Colombia en relacioacuten COll ciertas propieshydldes fiacute sicas y quiacutemicas de los l1IiSlllOS 1 realizarlo se tuvo presente m ls que todo el propoacute~ ito de introducir dos teacutecnicas simples y relativashymen te recientes que en buenas manus ayudaraacuten lt e~darecer y asentar cierto conocimientos fundamcnt ales para la me jor utilizacioacuten y manejo de los sucIos elel paiacutes

RE V ISTO DE IITERATl R

I

Las propiedades fbicas y quiacutemicas de los suelos son una funcioacuten el 1 attividad superficial b cual estaacute dada por la superficie especiacutefica ele las partiacuteculas que com ponen el suelo Hasta hace algunos antildeos se recunoshyda uacutenicamente a la fraccioacuten arcilla (entre los componentes de la parte inurgaacutenica ) corno la sola responsbale dc poseer act ividad ~ uperfi c ia l y P(JI con iguientc ~c r el asiento de las principales nactiunes que teniacutean iugar en los suelos Sin Illbargo recientement se ha vcnido demost rando qUf las fracciones limo y arena tambieacuten contribuyen en cierto grado a la capacidad de reacc ioacuten dd suelo de ahiacute que la mayoriacutea de los estudio publicados sobre superficie especiacutefica e rdieran a resultados obtenidos obre a rcillas_ lo cual ha venido sosteniendo un cun epto algo vi iado ~()hre la verdadera na turakza de la a ti vidad superficial

El crec iente inteIeacute~ por el conocimiento del fenoacutemenu de la fase (iexcllida el la ~ partiacuteulas dd suelo ha llevado a los investigadores a estushydia rlo iexcliexclajo dist int)~ puntos de vista Para hacer maacutes concisa la revisioacuten de 1m trabajos antcriorc~ se agruparaacuten eacutestos de acuerdo con los m~todo~

generales propuestos

1 - METODOS HASADOS IN El TAMANtildeO rn lA~ IJARTICULA S

I

Los lludius al respecto se han basado en d supuesto de que la cashypalidad d(~ reacc ioacuten de las partiacutecul as es una funcioacuten del diaacutemetro de las IlIi lnas F H Killg (ll l g~9 ci tado por MacKower el al ( 29 ) fue el jJrimelO en computa- la superficie especiacutefica de alguno suelos al asumir que estaban compllestos por partiacuteculas esfeacutericas de cicrtCl diaacutemetro El mismo autor encontroacute cierta correlacioacuten entre dicha propifdad y la comshyposicioacuten quiacutemica del coloide Maacutes reciente Puri (57 ) es quien ha COllshy

3

tinuado dicha trayecto ria y para tal efec to obtuvo distiltos separaJos por medio del anaacutelisis mecaacuten ico a los cuales asignoacute diaacutemtros determishynados de acuerdo con la ley de Stokes La forma aritrneacutetic2 ne computar superficie especiacutefica por este meacutetodo es ba tante simple Si hien encontreacute una estrecha semej anza en tre los valores hallados por d r ho procedishymien to y al aplicar la foacutermula s miempiacuterica de Orehistos 52) los reshysultados en general soacutelo dan una lige ra idea de la verdadca actividad superficial en las partiacuteculas de dimensiones coloidales por l lanto parte del upuei to de que tales partiacuteculas ti enen forma esfeacute rica lo ual es falso a la luz d middot la na turaleza misma J aqueacutellas ComccuentCJ11f lte excluye tal tra tamiento la contribucioacuten que hace a la superficie es]Yciacute fica total la misma superficie interna que manifiesta cierto tipo de arc Illas El misshymo autor en colaboracioacuten con Singh y Sharma (58 ) hace rlepender la caplcidad de reaccioacuten de los suelos de las solas forma y tamantildeo de las partiacuteculas maacute bien que de u naturaleza al decir que el poc-c r de intershycambio depende mucho maacutes del aacuterea superficial u puesta q ue de la comshyposicioacuten quiacutemica de la mue tra Aunque se ha reconocido (22) que al disminuiacuter el tamantildeo de la partiacute ulas aumcnta su aacuterea superficial por unidad de peso o volumen el hecho es que tal aumento en siacute no es el uacutenico ni el principal responsable de la actividad superficia l que puede exhibir cierto tipo de superficies ya que como lo explica Kelley (24) sustancias que exhiben una alta superficie especiacutefica no tienen o acaso siacute una muy ligera capacidad de reacc ioacuten Jurin ak ( 19 ) tablece q ue el coshynocimiento de la naturaleza de la superficie es factor primordial en los fenoacutemenos de adsorcioacuten

rr - METODOS BASADOS EN LA AD SORCION DE VAPOR DE AGUA

Del es tudio de numerosas inve tigaeiones acerca de la adsorcioacuten de moleacutecula el e agua por los coloides a rcilloios se desprende que dicho fenoacutemeno es una funcioacuten de las fu erzas de atraccioacuten sobre la superficie de las partiacuteculas Estas fuerzas e t n asociadas con la naturaleza quiacutemica y mineraloacutegica de la red cristalina Mitscherlich citado por Baver (2) asumioacute que la cant idad de vapor de agua adsorbido por un suelo era proporcional a la uperficie to tal y tratoacute de calcula r eacutesta en base a que el agua estaba presente como una apa monomolecular En 1955 y 1953 Orchi ton (52 53) utilizoacute la acltoleioacuten de vapor de agua a 25degC sobre rnuc tra de arcilla calentadas a 600degC y sin calentar con el fin de determinar la superficie especiacute fica interna y cxtnna de dichos materiales Al querer comprobar la utilidad de este meacutetodo para tal fin Quirk (59) no encontroacute ninguna relacioacuten entre los valores asiacute obtenidos y los enconshytrados por el meacutetodo de adsorcioacuten de N a bajas temperaturas dicho autor explica que las diferencias encontradas fueron debidas a variacioshy

4

nes en la deusidad di arao Lo J - - shy

tinuado dicha trayectoria y para tal efecto obtuvo distiJltos separaJos ~iexcl del anaacutelisis mecaacutenico a los cuales asignoacute diaacutemtros deter mishy

_ I de Stokes La forma a ritmeacutetic de computar _ -ante simple Si hicn encontreacute

r drho procedishymiddot52 ) los reshy

If ~a actividad lanto parte

o ual es falso me 1 te excluye

pciacutefica total rc iHas El misshy

epender la tamantildeo de las

po er de intershya qur de la comshyido (22) que al

a superficial por to en siacute no es el

erficial que puede plica K elley ( 24) o tienen o acaso siacute establece q ue el coshyr primordial en los

I VAPOR DE AGUA

Id dFa de a a sorClon e I desprende que dicho f ioacuten sobre la superficie

la na tur iexcl eza quiacutemica

iexclcitado por Baver (2) rbido por un suelo era

ruarlesta en base a que lecular En 1955 y 1953 Ir de agua a 25 degC sobre

calentar con el fin de erna de dichos materiales

para tal fin Quirk (59 ) asiacute obtenidos y los enconshyajas temperaturas dicho

fueron debidas a variacioshy

nes en la densidad de carga de las superficies Sin embargo las razone~ maacutes acertadas para atribuiacuter tales diferencias son las de q uc la presioacuten de vapor relativamente alta del agua form a olvados incompletos ademaacutes de tener una fuerte tendencia a continuar la red cristalina en el eje de la C tal como explican Sor y Kemper (65 ) De ahiacute que tales difishycultades teacutecnicas excluyen la adsorcioacuten ele vapor ele agua como meacutetodo praacutectico para determinar superficie especiacutefica

III - METODOS BASADOS EN LA ADSORcrON DE GASES

El empleo de moleacuteculas ga cosas para la determinacioacuten de superfishyCle (pe iacutefica en soacutelidos se inicioacute en 1938 cuando Brunauer Emmett v Teller citados por Emmett el al ( 11 ) desa rrollaron un meacute ~oelo basad~ en la adsorcioacuten de N a bajas temperaturas Este meacutetodo y los demaacutes que utilizan gases o liacutequidos polares e fundamentan en la ecuac ioacuten desarrollada por Langmuir la cual fue derivada basaacutendose en el hecho bien conocido de que un soacutelido tiene estructura cristalina y su superficie es como un tablero de ajedrez con aacutetomos distribuiacutedos en una forma ordenada Cada aacutetomo en la superficie tiene valen ias libres o no satisshyfechas las cuales estaacuten disponibles para recibir una y solamente una moleacutecula de la fase gaseosa o en solucioacuten Permanentemente hay un vuelo continuo de moleacuteculas de la fase externa a la superficie y viceversa La rata a la cual las moleacuteculas son adsorbidas depende de tres factores 1) El nuacutemero de moleacuteculas (5 ) que golpean a la superficie por segundo 2) la fraccioacuten (m ) de moleacuteculas incidentales que se adhieren 3) El aacuterea ( 1 - g) que no estaacute cubierta por moleacuteculas adsorbidas siendo g la fraccioacuten cubierta La rata de desorcioacuten es gr donde r es la rata de evaporacioacuten de una superficie cumpletamente cubierta

En equilibrio

gr = rus (l-g) = ms - gms

ms g=--shy

r+ms

Sustituyendo 1 por la constante mil

ls g=--shy

1+ ls

Usando diferentes constantes a y b el peso del material adsorbido J por unidad de superficie de material adsorbente estaacute dado por la foacutermula

5

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

tinuado dicha trayecto ria y para tal efec to obtuvo distiltos separaJos por medio del anaacutelisis mecaacuten ico a los cuales asignoacute diaacutemtros determishynados de acuerdo con la ley de Stokes La forma aritrneacutetic2 ne computar superficie especiacutefica por este meacutetodo es ba tante simple Si hien encontreacute una estrecha semej anza en tre los valores hallados por d r ho procedishymien to y al aplicar la foacutermula s miempiacuterica de Orehistos 52) los reshysultados en general soacutelo dan una lige ra idea de la verdadca actividad superficial en las partiacuteculas de dimensiones coloidales por l lanto parte del upuei to de que tales partiacuteculas ti enen forma esfeacute rica lo ual es falso a la luz d middot la na turaleza misma J aqueacutellas ComccuentCJ11f lte excluye tal tra tamiento la contribucioacuten que hace a la superficie es]Yciacute fica total la misma superficie interna que manifiesta cierto tipo de arc Illas El misshymo autor en colaboracioacuten con Singh y Sharma (58 ) hace rlepender la caplcidad de reaccioacuten de los suelos de las solas forma y tamantildeo de las partiacuteculas maacute bien que de u naturaleza al decir que el poc-c r de intershycambio depende mucho maacutes del aacuterea superficial u puesta q ue de la comshyposicioacuten quiacutemica de la mue tra Aunque se ha reconocido (22) que al disminuiacuter el tamantildeo de la partiacute ulas aumcnta su aacuterea superficial por unidad de peso o volumen el hecho es que tal aumento en siacute no es el uacutenico ni el principal responsable de la actividad superficia l que puede exhibir cierto tipo de superficies ya que como lo explica Kelley (24) sustancias que exhiben una alta superficie especiacutefica no tienen o acaso siacute una muy ligera capacidad de reacc ioacuten Jurin ak ( 19 ) tablece q ue el coshynocimiento de la naturaleza de la superficie es factor primordial en los fenoacutemenos de adsorcioacuten

rr - METODOS BASADOS EN LA AD SORCION DE VAPOR DE AGUA

Del es tudio de numerosas inve tigaeiones acerca de la adsorcioacuten de moleacutecula el e agua por los coloides a rcilloios se desprende que dicho fenoacutemeno es una funcioacuten de las fu erzas de atraccioacuten sobre la superficie de las partiacuteculas Estas fuerzas e t n asociadas con la naturaleza quiacutemica y mineraloacutegica de la red cristalina Mitscherlich citado por Baver (2) asumioacute que la cant idad de vapor de agua adsorbido por un suelo era proporcional a la uperficie to tal y tratoacute de calcula r eacutesta en base a que el agua estaba presente como una apa monomolecular En 1955 y 1953 Orchi ton (52 53) utilizoacute la acltoleioacuten de vapor de agua a 25degC sobre rnuc tra de arcilla calentadas a 600degC y sin calentar con el fin de determinar la superficie especiacute fica interna y cxtnna de dichos materiales Al querer comprobar la utilidad de este meacutetodo para tal fin Quirk (59) no encontroacute ninguna relacioacuten entre los valores asiacute obtenidos y los enconshytrados por el meacutetodo de adsorcioacuten de N a bajas temperaturas dicho autor explica que las diferencias encontradas fueron debidas a variacioshy

4

nes en la deusidad di arao Lo J - - shy

tinuado dicha trayectoria y para tal efecto obtuvo distiJltos separaJos ~iexcl del anaacutelisis mecaacutenico a los cuales asignoacute diaacutemtros deter mishy

_ I de Stokes La forma a ritmeacutetic de computar _ -ante simple Si hicn encontreacute

r drho procedishymiddot52 ) los reshy

If ~a actividad lanto parte

o ual es falso me 1 te excluye

pciacutefica total rc iHas El misshy

epender la tamantildeo de las

po er de intershya qur de la comshyido (22) que al

a superficial por to en siacute no es el

erficial que puede plica K elley ( 24) o tienen o acaso siacute establece q ue el coshyr primordial en los

I VAPOR DE AGUA

Id dFa de a a sorClon e I desprende que dicho f ioacuten sobre la superficie

la na tur iexcl eza quiacutemica

iexclcitado por Baver (2) rbido por un suelo era

ruarlesta en base a que lecular En 1955 y 1953 Ir de agua a 25 degC sobre

calentar con el fin de erna de dichos materiales

para tal fin Quirk (59 ) asiacute obtenidos y los enconshyajas temperaturas dicho

fueron debidas a variacioshy

nes en la densidad de carga de las superficies Sin embargo las razone~ maacutes acertadas para atribuiacuter tales diferencias son las de q uc la presioacuten de vapor relativamente alta del agua form a olvados incompletos ademaacutes de tener una fuerte tendencia a continuar la red cristalina en el eje de la C tal como explican Sor y Kemper (65 ) De ahiacute que tales difishycultades teacutecnicas excluyen la adsorcioacuten ele vapor ele agua como meacutetodo praacutectico para determinar superficie especiacutefica

III - METODOS BASADOS EN LA ADSORcrON DE GASES

El empleo de moleacuteculas ga cosas para la determinacioacuten de superfishyCle (pe iacutefica en soacutelidos se inicioacute en 1938 cuando Brunauer Emmett v Teller citados por Emmett el al ( 11 ) desa rrollaron un meacute ~oelo basad~ en la adsorcioacuten de N a bajas temperaturas Este meacutetodo y los demaacutes que utilizan gases o liacutequidos polares e fundamentan en la ecuac ioacuten desarrollada por Langmuir la cual fue derivada basaacutendose en el hecho bien conocido de que un soacutelido tiene estructura cristalina y su superficie es como un tablero de ajedrez con aacutetomos distribuiacutedos en una forma ordenada Cada aacutetomo en la superficie tiene valen ias libres o no satisshyfechas las cuales estaacuten disponibles para recibir una y solamente una moleacutecula de la fase gaseosa o en solucioacuten Permanentemente hay un vuelo continuo de moleacuteculas de la fase externa a la superficie y viceversa La rata a la cual las moleacuteculas son adsorbidas depende de tres factores 1) El nuacutemero de moleacuteculas (5 ) que golpean a la superficie por segundo 2) la fraccioacuten (m ) de moleacuteculas incidentales que se adhieren 3) El aacuterea ( 1 - g) que no estaacute cubierta por moleacuteculas adsorbidas siendo g la fraccioacuten cubierta La rata de desorcioacuten es gr donde r es la rata de evaporacioacuten de una superficie cumpletamente cubierta

En equilibrio

gr = rus (l-g) = ms - gms

ms g=--shy

r+ms

Sustituyendo 1 por la constante mil

ls g=--shy

1+ ls

Usando diferentes constantes a y b el peso del material adsorbido J por unidad de superficie de material adsorbente estaacute dado por la foacutermula

5

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

tinuado dicha trayectoria y para tal efecto obtuvo distiJltos separaJos ~iexcl del anaacutelisis mecaacutenico a los cuales asignoacute diaacutemtros deter mishy

_ I de Stokes La forma a ritmeacutetic de computar _ -ante simple Si hicn encontreacute

r drho procedishymiddot52 ) los reshy

If ~a actividad lanto parte

o ual es falso me 1 te excluye

pciacutefica total rc iHas El misshy

epender la tamantildeo de las

po er de intershya qur de la comshyido (22) que al

a superficial por to en siacute no es el

erficial que puede plica K elley ( 24) o tienen o acaso siacute establece q ue el coshyr primordial en los

I VAPOR DE AGUA

Id dFa de a a sorClon e I desprende que dicho f ioacuten sobre la superficie

la na tur iexcl eza quiacutemica

iexclcitado por Baver (2) rbido por un suelo era

ruarlesta en base a que lecular En 1955 y 1953 Ir de agua a 25 degC sobre

calentar con el fin de erna de dichos materiales

para tal fin Quirk (59 ) asiacute obtenidos y los enconshyajas temperaturas dicho

fueron debidas a variacioshy

nes en la densidad de carga de las superficies Sin embargo las razone~ maacutes acertadas para atribuiacuter tales diferencias son las de q uc la presioacuten de vapor relativamente alta del agua form a olvados incompletos ademaacutes de tener una fuerte tendencia a continuar la red cristalina en el eje de la C tal como explican Sor y Kemper (65 ) De ahiacute que tales difishycultades teacutecnicas excluyen la adsorcioacuten ele vapor ele agua como meacutetodo praacutectico para determinar superficie especiacutefica

III - METODOS BASADOS EN LA ADSORcrON DE GASES

El empleo de moleacuteculas ga cosas para la determinacioacuten de superfishyCle (pe iacutefica en soacutelidos se inicioacute en 1938 cuando Brunauer Emmett v Teller citados por Emmett el al ( 11 ) desa rrollaron un meacute ~oelo basad~ en la adsorcioacuten de N a bajas temperaturas Este meacutetodo y los demaacutes que utilizan gases o liacutequidos polares e fundamentan en la ecuac ioacuten desarrollada por Langmuir la cual fue derivada basaacutendose en el hecho bien conocido de que un soacutelido tiene estructura cristalina y su superficie es como un tablero de ajedrez con aacutetomos distribuiacutedos en una forma ordenada Cada aacutetomo en la superficie tiene valen ias libres o no satisshyfechas las cuales estaacuten disponibles para recibir una y solamente una moleacutecula de la fase gaseosa o en solucioacuten Permanentemente hay un vuelo continuo de moleacuteculas de la fase externa a la superficie y viceversa La rata a la cual las moleacuteculas son adsorbidas depende de tres factores 1) El nuacutemero de moleacuteculas (5 ) que golpean a la superficie por segundo 2) la fraccioacuten (m ) de moleacuteculas incidentales que se adhieren 3) El aacuterea ( 1 - g) que no estaacute cubierta por moleacuteculas adsorbidas siendo g la fraccioacuten cubierta La rata de desorcioacuten es gr donde r es la rata de evaporacioacuten de una superficie cumpletamente cubierta

En equilibrio

gr = rus (l-g) = ms - gms

ms g=--shy

r+ms

Sustituyendo 1 por la constante mil

ls g=--shy

1+ ls

Usando diferentes constantes a y b el peso del material adsorbido J por unidad de superficie de material adsorbente estaacute dado por la foacutermula

5

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

oabp y = --shy

l+ap

dondc ) 6 la presioacuten Jel gas Pllede u~arse concentraciones e en lugar de prcsioJl s ) puede considerarse proporcional al peso de material adshysorbido por peso de material adsorbente El supue to de esta teoriacutea es el de que en eqllilibrio sr forma llna sola capa molecular de sustancia ltIdsorhida

Emmett Brunaller y Lovc ( 11 ) fueron quienes primero aplicaron J meacutetodo de BrtlJlauer el al a la determinacioacuten del aacuterea superficial de lOS suelos y los coloides derivados de eacutestos Esto sucediacutea en 1938 Ese mismo antildeo iacuteVfakower Shaw y Alexander ( 29 ) presentaron una extenshyioacuten del trabajo dt Emmett Brunauer y Lave ( loe CiL ) pero aplicado ya a sucios correspondientes eacutel los grandes grupos de los Estados Unidos tIna de las principales conclusiones de este estudio fue la de que existe 11Ila ltIlllplia rdacioacuten entre superficie especiacutefica y la composicioacuten quiacutemica riel coloide En 1943 N(son v Hcndricks ( SO ) demostraron que el meacuteshytodo de Brunauer Ernmett y T eller aplicado a los coloides inorgaacutenicos laquoir tIrio uacutenicamrntc mide la superficie externa de eacutestos por cuanto las determinaciones se ha cen en J1luestras previamente deshidratadas provoshycando que d eje e dd cri~tal arcilloso esteacute al miacutenimo de amplitud v [Jor consiguiente las moleacuteculas del gas no puedan penetrar entre las iaacuteminas Ag-rcgan los autores mencionados que el meacutetodo de la odsoreioacuten d N es aplicable para la determina cioacuten de la cantidad de coloides en 1111 sudo y de g rltln IItilidad cuando 110 se pllede lograr una buena disshype rsioacuten dr la s partiacuteculas por el meacutetodo de sedim entacioacuten Vapores ek dibromuro de etilcno fueron utilizados por Jurinak y Volman ( 19 ) para determinar uperficie espcr iacutefi ca en l()~ Slldo apli t ando 1lt1 foacutermula desarrollada por Brunauer EllllllCtl y Teller concluyeron que la adsorshycioacuten oc este gas tamhieacuten se limitaha iexcl la slIperficie externa En 1958 dichos autores desarrollaron IIna troriacutea termodinaacutemica sobre la adsorcioacuten del mencionado gas

Dentro de las pocas orrdaciones en quc se ha incluiacutedo la superficie especiacutefica d e los slIelos cahe anotar la obtenida por Olscn y Vatanabr 1957 ) al CIContrar una estrecha correspondencia entre esta propiedad determinada por el meacutetod o de BET Y la maacutexima adsorcioacuten del foacutesshyforo Para ellos los sucIos aacutecidos retienen maacutes P20 por unidad de sushyperficie y con mayor energiacutea de enlace que los suelos alcalinos Esto puede ser debido a que en teacutermino~ generales los suelos aacutecidos estaacuten dominados por coloides de tipo I l en los cuales la naturaleza de la

6

carga es debida a enlaces rotos y grupos OH expuestos ademaacutes que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos q uc el propue~to PI Brunauer Emmett y TeIIer es cI qu da valores maacutes exactos y tod ellos son bastante laboriosos para trabajos de ru tina Ademaacutes por est meacutetodos solamente se mid la iic b __1_

los exclu

por o

IV

adsor las su La pr cillas predOI nos ot mucho vapor supues sohre l

El rrollo e timar y cons adsorbi ~c basoacute ltImbien 1110leacutecul razoacuten d laacuteminas He eacutesta pandibl de adso fica tot primero dieha p ya no una ~en su estad

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

abp y = - -shy

1+ ap

donde 1 -se concentraciones e en lugar mal al peso de material adshy supuesto de esta teoriacutea es apa molecular de slIstanci3

quienes primero aplicaron ioacuten del aacuterea superficial de sto sucediacutea en 1938 Ese ) presentaron una extenshy

(loe cit ) pero aplicado os de los Estados Unidos iexcldio fue la de que existe la composicioacuten quiacutemica demostraron que el meacuteshylos coloides inorgaacutenicos de eacutestos por cuanto la ~ te deshid ra tadas provllshymiacutenimo de amplitud

dan penet rar entre las muacuteodo de la odsorcioacuten antidad de coloides en lograr una buena disshy

-ntnlacioacuten Vapores de inak y Volman ( 19 )

aplicando la foacutermula luyeron que la adsorshyiexcleie ex terna En 1958 ica ~~ohre la adsorcioacuten

incluiacutedo la superficie Olsen V Vatanabf

nl re esta propiedad a adsorcioacuten del foacutesshy por unidad de sushyelos alcalinos Esto suelo aacutecidos estaacuten a naturaleza de la

carga es debida a enlaces roto y grupos OH- expuestos ademaacutes de que la densidad de carga por unidad de superficie es mayor

En general puede decirse de estos meacutetodos que el propuesto por Brunauer Emmett y Teller es el que da valores maacutes exactos todos ellos son bastante laboriosos para trabajos de rutina Ademaacutes por estos meacutetodos solamente se mide la superficie externa de las partiacuteculas lo cual ios excluye como sistema praacutectico en estudios de sucios aunque son de gran utilidad para confrontar valores de superficie externa obtenidos por otros procedimientos

IV - METODOS BASADOS EN LA RETENClON DE MOLECULAS POLARES

El fundamento de estos meacutetodos se basa en la teoriacutea general de la adsorcioacuten explicada anteriormente La retencioacuten de moleacuteculas polares por las superficies de las partiacuteculas del suelo es de naturaleza quiacutemica y fiacutesi ca La propiedad que se mide por estos meacutetodos es la retencioacuten por las arshycillas bajo condiciones de equilibrio de alguacuten compuesto que contenga predominantemente grupos hidroxilos A bajas presiones el agua y algushynos otros liacutequidos polares forman salvados incompletos sin embargo muchos glicoles forman salvados definidos que tienen baja presioacuten de vapor relativo a la del liacutequido lo cllal permite darle maacutes aceptacioacuten al supuesto de que en equilibrio se forma una sola capa monomolecula r sobrr la superficie expuesta por las partiacuteculas

El meacutetodo claacutesico basado en la anterior consideracioacuten fue el desa shyrrollo por Dyal y Hendricks (9 ) en 1950 como medio simple para estimar cuantitativamente el contenido de montmorillonita en los suelos y consiste en la determinacioacuten gravimeacutetrica directa de etileno glicol adsorbido en muestras de suelo o de arcilla La seleccioacuten de etileno glicol sc basoacute en su razonable pero baja volatilidad al vaciacuteo a temperatura ambiente Los autores mencionado hacen la consideracioacuten de que las moleacuteculas orgaacutenicas no penetran entre las laacuteminas de middotIa coalinita por razoacuten del enlace hidroacutegeno que las une en cambio siacute penetran entre las laacuteminas de minerales hidratados ( l1lontmorillonita ) ya que el enlace enshy1re eacutestas es del tipo O-O Se tiene hasta aquIacute que los minerales no ex shypandiblcs o hidratables interlaminarmcnte no presentan superfjcie interna de adsorcioacuten y los expandibles si por consiguiente la superficie especiacuteshyfica total de estos uacuteltimos es considerablemente mayor que la de los primeros Al deshidratar a 500deg C los min efales expandibles se destruye dicha propiedad y al saturarlos post~riormeltc con etileno glieol eacuteste ya no puede penetrar entre las laacuteminas de la red cristalina Mediante IIna serie de determinac iones del etilcno glicol retenido por muestras en su estado natural y deshidratada es posible determinar el tipo general

7

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

de arcilla en un suelo ya que la retencioacuten de tal compuesto organIco por una arcilla cualquiera ticne un valor uacutenico y las diferentes arcillas tienen valores de retencioacuten de etileno glieol considerablemente diferentes

Dyal y H endricks presentaron evidencias de mucho valor para estashyblece r que la retencioacuten de eti leno glicol es maacutes digna de confianza que iexclas mediciones de las intensidades de defraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar las arcillas de los sucios

La montmorillonita y la endelita ( haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillosos que forman solvados definidos con moleacuteculas poshyla res entre las capas estructurales en presencia de un exceso de etileno glicol en la montmorillonita se forman dos capas monomoleculares en lugar de una (9 ) En mll e~tr lS que con tengan vermiclllita y haloisita la uperficie especiacutefica determinada por este meacutetodo no es el aacuterea total ya

que la superficie interna e dos veces el aacute rea superficial hidratada o sea que su presencia en los suelos da valores muy bajos (65)

Existen algunas modificaciones al meacutetodo propuesto inicialmente por Dyal y Hendricks sin llegar ninguna a afectar el fundamento general del procedimiento y solamente se refieren a la teacutecnica en siacute buscando con ello adaptarlo maacutes a determinaciones de rutina A este respecto meshyrece citarse las modificac iones propuestas por Bower y Gschwend (4 ) Mortland (46 ) Martin ( 36) Bowcr y Goertzen (5) y Sor y Kemper (65) las cuales han correlacionado bien con el meacutetodo de BET La sa turacioacuten de muestras de suelo y arcilla con glicerol y desorcioacuten en la estufa a 110degC hasta obtener peso constante es un nuevo meacutetodo proshypuesto en 1959 por Mehra y Jaekson (43) y e cual ha dado valores de superficie especiacutefica para la montmorillonita comparables con el valor teoacutericamente propuesto para tal mineral

Al estudiar el efecto producido por los distintos cationes intercamshybiables sobre la retencioacuten de etileno glicol por las arcillas se ha llegado a conclusiones que limitan en cierto grado de practicabilidad de meacutetodo Dyal y Hendricks ( 10 ) y Bower y Gschwend (4 ) demostraron que la presencia de cationes susceptibles de sufrir fijacioacuten (K Y NH4) redushyciacutean la retencioacuten de etileno glicol por la montmorillonita y la ilita esto 10 explican como debido a que las arcillas saturadas con dichos cationes estaacuten en parte no salvadas y en parte contienen dos capas de etileno glicoI La retencioacuten total por suelos y bentonita saturados con Na y Mg es menor que la retencioacuten sobre las mismas muestras saturadas con H y Ca (4 ) Martin (36) explica que distintos cationes dan valores difeshyrentes de retencioacuten de etileno glicol en montmorilIonita como consecuenshycia de una asociacioacuten o coordinacioacuten diferencial entre los distintos cashy

8

tiones y el etileno glicoI En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efectc variable de los distintos cationes intcrcambiables sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutectica la retencioacuten total debe determi narse sobre muestras que no han sido alteradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo Dyal valr ap uacutet

pa col La nat tric quiacute

bies to c bio

de ex manif sustan record de la sustan ciertos las cu nitud

E conside rentes c atender

eDIL 11 hihJ~--- lt

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

de arcilla en un sucio ya que la retencioacuten de tal compuesto orgaacutenico por una arcilla cualquiera tiene un valor uacutenico y las diferentes arcillas ticncn valores de retencioacuten de etileno glicol considerablemente diferentes

Dyal y Hendricks pre entaron cv dcncia~ de mucho valor para estashyblecer que la retencioacuten d ctiello glic I cs maacutes digna de confianza que iexclas mcdiciones de las intensidades dc dcfraccioacuten de los rayos X para cashyracterizar la arcillas dc los sucios

La montmorillonita y la endelita (haloisita hidratada) son los uacutenishycos minerales arcillo os que form an olvados definidos con moleacuteculas poshylares cntre las capas estructurales cn presencia de un exceso de etileno rrlieol en la montmorillonita se form an dos capas monomoleculares en lugar de una (9) En mue~t ra que ontengan vermicylita y haloisita la superficie esncdfiro rlA6-~ middot bull rea total ya

lda o sea

lente por ) genera) gtuscando ecto meshynd (4) Kemper ~T La n en la do pro-valores

el valor

ercamshyllegado heacutetodo que la

redushy~ esto itiones ~tileno y Mg on H I difeshycuenshys cashy

tiones y el etileno glicol En cambio en caolinita y pirofilita la clase de catioacuten intercambiable no influye en la retencioacuten de etileno glicol (49) Por lo tanto conviene concluIacuter con Bower y Gschwend (4) que el efecto variable de los distintos cationes intercambiable sugiere que desde un punto de vista de aplicacioacuten praacutec tica la retencioacuten total debe determishynarse sobre muestras que no han sido altcradas con respecto a su conshytenido de cationes intercambiables

De acuerdo con la bibliografiacutea revisada el meacutetodo propuesto por Dyal y Hendricks es el que maacutes aceptacioacuten ha tenido y cI que ha dado valores maacutes concordantes Fuera de eso su faacutecil ejecucioacuten e ilimitada aplicacioacuten lo situacutean dentro de los procedimientos de investigacioacuten maacutes uacutetiles para un conocimiento fundamental de los suelos

Probablemente no hay un derrotero de investigacioacuten maacutes promisorio para el esclarecimiento de la adsorcioacuten e intercambio de cationes de los coloides del suelo que el estudio de su comportamiento e1ectrocineacutetico La relacioacuten entre los dos fenoacutemenos es evidente por la forma como la naturaleza del catioacuten adsorbido e intercambiable afecta a la carga eleacutecshytrica de las partiacuteculas del suelo Los cambios en las propiedades fiacutesico quiacutemicas de las arcillas se explican como una funcioacuten del nuacutemero de iones activos sobre las partiacuteculas

El poder de intercambio de cationes es una fun cioacuten de dos vanashybies independientes clase de superficie y cantidad de superficie En cuanshyto concierne a la primera es un hecho establecido (22) que el intercamshybio de cationes es una propiedad de cierta clase de superficies y no de otras por cuanto diferentes minerales exhiben distintas clases de supershyficie debido a la naturaleza inherente de su estructura cristalina En reshylacioacuten a la cantidad de superficie es evidente que a mayor superficie de exposicioacuten mayor seraacute la capacidad de reaccioacuten de la sustancia que manifieste la propiedad de intercambio alcanzando el maacuteximo aquellas sustancias que se encuentren en estado coloidal Sin embargo conviene recordar que el intercambio de cationes no es una propiedad esencial de la materia en el estado coloidal ya que de acuerdo con Kelley ( 24) sustancias tales como el azufre fin amente dividido el oro el platino y ciertos sulfuros son ejemplos claacutesicos de sustancias coloidales ninguna de las cuales manifiesta la propiedad de intercambio a no ser en una magshynitud muy limitada

En el estudio del intercambio de cationes de los suelos ademaacutes de considerar los factores mencionados y los puramente electrostaacuteticos (difeshyrentes cationes estaacuten retenidos con diferentes energiacuteas libres etc) se debe atender a las relaciones geomeacutetricas entre iones y superficies expuestas asiacute

9

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

como a la distribucioacuten de la carga en relacioacuten con la e~tructura cristalina de la faoc soacutelida (33)

La literatura sobre capacidad de intercambio de cationes ~ una de la~ l11aacute~ cxtcnsa- en la ciencia del suelo de ahiacute que solamente se presentashyraacute una revisioacuten sobre I meacutetodo baltiado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten sobre el tema general se recomienda reshyvisar la obra de Kclley (24)

El c~tudio electroquimico de las arciJla~ empezoacute con las titulaciones potenciomeacutetTicas y conductiomeacutetricas de Bradfield sobre coloides aacutecidos preparados por c1ectrCidiaacuteliltis su principal contribucioacuten fue la de que la montmorillonita se comporta en forma similar a un aacutecido deacutebil (30) Hi~sink propuso la titulacioacuten conductiomeacutetrica con Ha (OH) 2 conl0 medio para determinar el H intercambiable de los suelos (6) Posteriorshymente distintos autores (12 17 56) han recunido a estos meacutetodos clecshytroq uiacutemicos para estudiar la) arcillas y en 1955 Low (28) di jo que el A 1 puede determinarse conductiomeacutetricamentc lo cual ayudariacutea a reo5olshyer muchos problemas de fijacioacuten del P

En 1954 Mortland ) Mellor (47) propusieron el empleo de las titushylaciones conductiomeacutetricas para determinar capacidad de intercambio de cationes A este respecto no se encontroacute en la bibliografiacutea revisada ninshyguna otra referencia sobre tal procedimiento Kolrhoff y SandelI (25) explican el fundamento de dicho meacutetodo en la siguiente forma al antildeadir un electroacutelito a una solucioacuten de otro electrolito in cambia el volumen en una magnitud apreciable la conductividad aumenta hasta tanto los elecshytroacutelito no reaccionen entre sIacute Si un ioacuten de un electroacutelito se une con un ioacuten del otro para formar una sustancia ligeramente disociada o ligeramente solushyble o si dicho ioacuten cambia la concentracioacuten total de iones por un proceso de oxidacioacuten o reduccioacuten la conductividad de la solucioacuten puede cambiar en tres formas diferentes antes de alcanzar el punto de equivalencia asiacute 1) -middot La conductividad disminuye 2) - La conductividad permanece igual 3) shyLa conductividad aumenta Luego de haberse alcanzado el punto de equishyvalencia la adicioacuten de incrementos de la solucioacuten tituladora produce aushyl11entos regulares de conductancia ~i eacutesta exhibe una diferencia relatishyvamente grande antes y despueacutes del punto de equivalencia el punto fishynal de la titulacioacuten es la interseccioacuten de la~ dos porciones lineares de la curva establecida graacuteficamente Mientras maacutes agudo sea el aacutengulo entre los dos segmentos lineares de la curva el punto equivalente es maacutes exacshyto El hecho de que una marcada hidroacutelisis solubilidad o disociacioacuten del producto de la reaccioacuten no afecta la exactitud del meacutetodo en mayor grashydo hace posible la aplicacioacuten de la titulacioacuten conductiomeacutetrica en aqueo Hos casos en los cuales fallan otros meacutetodos de titulacioacuten

10

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica dc los suelo la reaccioacuten que 11tiliza es aquella entre un suelo ~alurado con Ba una solucioacuten de se e~tandarizada tal como MgS04 la cual elimina la~ amplia f111Ct~OI de pH que ocurren en la titulacioacuten mnductinrneacutet cl

slleln~ saturados de H

Ba

paratl rara ha ti

la ~crie Ga Igualmente ele rcferenc i (bd de Col

estudiadas

Equipo

1 BOlllh

-o

gt

4middot

j

(j

7

Dt-cca de pa~

ivl edidor

Agitador

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

como a la distribucioacuten de la carga en relac ioacuten eO Il la estructura crista lina

d e la fase soacutelida (33 )

La literatura sobre capacidad de intercambio d e cationes ffi una de las maacute~ extensas en la ciencia del suelo d e ahiacute que solamente se piexclesentashyrftuna rev isioacuten sobre el meacutetodo basado en la titulacioacuten conductiomeacutetrica Para una mejor documentacioacuten ODh~- - eral se recomienda rcshyLi Qn - 1_ 1

on las titulaciones bre co loides aacutecidos oacuten fu e la de que

aacutecido deacutebil (30) a ( OH) ~) como os (6) Posteriorshytos meacutetodos eJeeshy(28) dijo que el ayudariacutea a reso lshy

nplco de las titushye intercambio de fiacutea revisada ninshy

y Sandell ( 25 ) orma al antildeadir

r el volumen en tanto los e1eeshy

une con un ioacuten Igeramente solushyr un proceso de ede cambiar en

Cneia asiacute 1) ece igual 3) shypunto de equishya produce aushyerencia relati shy

) el punto fishylinea res de la aacutengulo entre es maacutes exac shysociacioacuten del

mayor grashyiea en aqueo

En la titulacioacuten conductiomeacutetrica de los ~ ue l os la reacclOn queltc utiliza es aquella entre un sucio sa turado con Ba una solucioacuten de S04 e_~tandarizada tal como MgS04 la c ua l e limina las amplias fluctuacion ~

de pH q uc ocurren en la titulac ioacute n condllctiomrtrica con hidroacutexidos de sucios saturados d e H

Ba- -SIIeO+ Mg-++ + SO =

nle~lt d el punto de equivalencia la conducti idad permanece comshyparativamenle onstante a medida que el M gS0 4 reacc iona con el suelo para fo rma r BaSO insoluble C uando todo el ~ lwlo saturado de Ba sc ha titulado la conductivida d de la suspensioacuten aumenta raacutepidamente 1

medida que se antildeade incremcnt s sllcelt ivos eJe 1VfgS04 (47 )

IROC EDIMIETO EXPERIM ETI

JlE SCRJPCJO~ DE IAS MUESTRAS

La determinaciones r(a lizada~ ~ lI rvaro n a ca ho en Illll (_~tras co shyrrespondientes a 28 perfiles de distinta~ rcginncfgt del paiacutes Dic ho material j unt() con las degcripcioncs de la mayoriacutea de los perfiles fue suminis shytrado p o r el Instituto Geograacutefico g llstiacuten Codazz i por intermedio del D octor Senmiddotjo Tulio Bcn avidei La dcscripcioacuten clel primc r horizonte de la scr ie Gachanc ipaacute ( Cundinamarca ) fue tomada d e Roja~ Cruz (61 ) Igualment e ~e hic ieron det frm in lc ioncs sohre algunos minerales arcillosos de refe ren c ia calce ta dos por rI Docto r Ralph J H olmes de la U nive rs ishy(he de Columbia ~ulllinistrad()s tambil-n por el Docto r Benavides En la Tabla N I presentan Jiexcls principt)es caracteriacutesticas de las mucstra~

est lid iadas

Equipo

l Bomna de vaCIacuteo

2 Desecad o r al yaciacuteo d e 2) e ms de diaacutemetro interno con ll ave 0( paso elc- vidrio y pl a to de porcelana

J Horno

4 Pea sut a nc ias

S Cajas dr aluminio

(j y Ied idor de (onclllctiidad (l l electrodo de platino

7 Ag itador eleacutectrico

11

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

tltlReactivos

1 Etileno glicol puro

2 Cloruro de calcio anhidro

3 Pentoacutexido de foacutesforo

4 Solucioacuten de BaC1~ amortiguada a pH 81 con trietanolamina seguacuten Mehlich (41)

5 Solucioacuten de BaCb 1 N

6 Alcohol etiacutelico

7 Solucioacuten de MgSOiexcl 02 N

8 AgNOa para prueba de cloruros

Meacutetodos experimentales

1 - RETENCION TOTAL DE ETILENO GLlCOL SEGUN EL METOIY n1gt OVAL V

HENDRICKS (9)

SI tf)ma 11 g de muestra secada al aire pasada por tamiz de 60 mallas v se distribuye uniformemente en el fondo de un pes sustancias se coloca en e desecador al vaciacuteo sobre P20 y se aplica vaciacute) hasta cuanshydo la muestra adquiera peso constante Esto demora aproximadamente de 5 a 6 hora Se pesa y este peso se registra como peso de muestra seshycada al vaciacuteo Con una pipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshytas de etileno gliacutecol uniformemente sobre la superficie de la muestra y se coloca en otro desecador al vaciacuteo sobre 250 g de CaC 12 anhidro se deja en reposo durante una noche con el fin de que el glicol impregne bien a todas las partiacuteculas y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishyda de peso por hora sea menor de 3 del peso del etileno glicol retenishydo En la praacutectica las pesadas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo aproximadamente El P20G se descarta luego que presente una consistenshycia pastosa y el CaCb se renueva despueacutes de 18 determinaciones

II - RETENCION EXTERNA DE ETILENO GLlCOL

Se pesa 11 g de la muestra en caja de aluminio y se determina su peso seco al vaciacuteo como en 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre el fondo de la caja y se calienta a una temperatura de -+- 600degC duranshyte 2 horas se lleva a desecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa Se aplican 20 gotas de etileno glicol al suelo se deja en reposo durant

12

~a CI Hint CJC Saturacioacuten gtInt CationicamcIOOg mcIOOg mc100g mcIOOg o(

itud

1

- U e

I 3

o o

O O

01 oo iexclshy lt O

o o O 02 03

08 25

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 1 - Anaacutelisis quiacutemicos de algunos suelos colombianos

SU CIO Locali dad Profllnd idad ren ~s Limo rcilla ~ Tota1 e Organ e N M e pH Ga Int M g K ~a eI Hint e Ie Saturacioacuten

t rn ft (A fAshy yi c lnt

mcIOOg mc 100g Int

me 100g Int

mc 100g mc 100g mc 100g mc 100g eationica

101l Chocoacute - Tadciacute 0middot90 60 26 1+ 025 184middot 7 36 3 13 +69 037 0++ 294

anhidro 109 11 0

F r a neo a renoso 90-1 35 115- 175

59 59

26 22

15 19

012 010

133 U iquest

11 08 1420

226 241

+99 +71

Iro 11 I 175-255 60 11 19 0 1+ 148 1057 2 52 500

112 C hocoacute - Riacuteo e uiacutea 0middot20 50 H 16 02-1 112 633 258 536 2045 middot+90 853 ~ amortiguada

1 ) a pH 81 con trietanolamina 11

11 -1 1Ii lI oacute

Fra nco

20-60 60-120

120-200 200-400

32 43 50 ) _gt

2 7 25 2+5

41 31 26 40

004 002 001 001

040 018 012 008

IOUO 900

1200 266

068 031 020 014

5+0 500 528 500

1 N o U C

I 17 II H 11 9

-100middot500 500middot

160

2 25 25

-1 5 38 lO

32 37 35

003 002 003

0 05 005 017

166 250 566

009 009 0 29

499 491 570

)4 02 N 120

121 C hocoacute - Qllibdoacute 0-40

middotD-90 51 42

2 0 20

29 38

005 005

068 028

1360 560

116 048

515 530 021

014 196

ba de cloruros 1 2 1)

_ )

90-200 200-300

57 36

16 H

27 30

003 001

022 007

733 700

037 012

538 528

12 1 300-500 3 1 37 32 001 005 500 009 538 12i 500-800 35 37 28 001 005 500 009 507 121i BOOmiddot 25 35 40 005 008 160 0 14 515

~s

127 128

Bol Iacutea r Sni ~a a~ - T oluacute

0-30 30_55

2 20

35 H

46 +6

0 13 005

092 02 7

707 540

156 046

580 550

2850 3021

13 73

082 023

088 145

4393 31 89

010 1062

4403 42 51

9977 7501

TILENO GLlCOL SEGUN

HENDRICKS (9) EL METOIY nl nYAL y 129

130 Perfil 26 55middot 75

75-100 17 19

25 16

5B 65

006 007

035 029

583 4 17

060 049

515 450

4881 H 6+

028 029

225 210

5134 47 03 1760

4975 6463 7276

Jestra secada al aire pasada por tlmiz de 60 1~ 1 132 113

Boliacuten lr - S~ ri e T urb~ co _ Perfil y

0-30 middot30-50 50middot70

22 25

25 17

53 58

033 02 3

23 128

675 556

380 218

748 760

5726 4709

536 205

032 037

03+ 03+

6328 4985

5225 3658

10000 10000

ormemente en el fondo de un pesiexcl su~tancias 1 vaciacuteo sobre P 203 y se aplica vaciacuten hasta cuanshyleso constante Esto demora aproximadamente

I H 135 136

llolIacute] r Seri e mbltl co Perfil J

0-20 0middot50 50-100

1+ 14 13

16 15 17

70 71 70

020 0 1 5 009

129 108 063

6045 720 700

2 19 184 106

535 643 742

3661 4916 4322

1312 086 049 043

280 806 976

5339 5771 5341

1308 535 797

6647 6306 6138

8032 9151 8701

este peso se registra como peso de muestra seshyipeta de orificio pequentildeo se distribuyen 20 goshyrmemente sobre la superficie de la muestra y

137 JOll I 9 1+0

BolIacutea r - Seri e Sin cer ia Perfil u

0-10 10-20 20-55 55middot100

30 29 lO 29

1 29 2 7 30

39 42 43 41

032 01 2 00 7 005

270 090 030 0 18

843 750 28 1 00

359 15 051 031

530 515

530

2921 2594 2148

3746

1488 1327 1305

053 0 28 024 019

091 120 118 256

45 53 -1069 3595 4018

027 4464 4096 3553 3648

9934

lr al vaciacuteo sobre 250 g de CaC b anhidro se la noche con el fin de que el glicol impregne y luego se aplica vaciacuteo hasta cuando la peacuterdishy

1enor del 3 del peso del etileno glicol retentshy~adas se hacen despueacutes de 16 horas de vaciacuteo

et ltgt

2

1 ~ 1 Jf2 1 1

I H 1+5 lf fi

Boliacutevar middot Se ri e Tol~ middot i middot jo - Perfil

Fredon ia R emoli no rc

1 G 0middot40

-W- 70 70-100

0middot25 ~5middot 75 75middot

25 21 50

27 17

2 ~ 19 16

F _gt n

51 60 l+ 5 1 52

03 7 010 008

0 289 01 28

183 084 0 72

162 030

+94 8040 900

558 2l0

311 143 1 22

275 051

542 +90 782

555 590

5305 4676 67 17

1028 1021

780 578 518

129 212

039 073 025

038 010

0 78 1+5 384

028 029

6202 5422 7644

1233 1278

136

2359 1824

4960 5558 6528

3592 3102

9755

3312 4087

5 se descarta luego que presente una consistenshy~nueva despueacutes de 18 determinaciones

lt 1middot17 1+ 8 Jf9

Fredo nia Co rco udo Fran co Arcilla

O-lO 30middot55 55-200

25 20 10

36 ~5 31

9 45 50

0222 0110 0008

194 06 1 0+0

881 554 500

330 104 068

495 490 515

343 223 173

1+9 113 094

031 026 02+

019 016 015

542 378 306

1638 1369 183+

2180 17 47 2 1+0

2486 2163 1429

150 200--100 ON EXTERNA DE ETILENO GLlOOL

muestra en caja de aluminio y se determina su

1shy2 lt

15 1

1 5 ~ 153 15+

Fredoniacutea Ca rru chl rC

400middot

0-30 0-70 70shy

22 16 19

33 I 27

+5 53 54

0+80 01 24 009 7

257 064 038

535 531 380

4 3 7 109 065

+30 510 560

195 096

1272

093 058 058

006 005 044

019 019 035

313 1607 1607

2485 2224 3785

2798 5392 5392

1118 741

2980 n 1 Se distribuye uniformemente el suelo sobre tlienta a una temperatura de plusmn 600deg C duranshyiexclecador sobre CaCb se deja enfriar y se pesa ileno glicol al suelo se deja en reposo durante

9

155 1i6 157

15B 159

F mdoni a Sa ndalia F

-tl aacute nt imiddot o - Sa n Fermiddot nandQ Arcillo so

0-30 0 middot70 70shy

0- 2 0 20-60

52 11 30

30 38

31 23 28

25 26

17 +6 +2

45 36

0436 0 179 0169

0099 0084

430 080 1 39

2 16 19

917 4H 817

2 18 22 9

73 1 136 236

372 3 32

515 550 555

655 765

070 059 063

23 17 1889

027 021 045

758 736

0 06 010 025

053 0 38

021 024 035

080 250

124 114 168

3208 l868

2879 27 53 2023

834 000

2994 2867 2191

4042 2622

414 397 766

7936 10000

- lliO 60middot

~ -lt

Ifi l oacute ~

Atlaacute nti co - Pto ra Ido rcilloso

G i_ 0middot60 60 middot90

2 ) 37 ~ o 0125 311 250 536 563 1742 1102 098 192 3134 856 3990 7854

~ tshy 1 6l 90 middot

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 1 - ( Cont )

)mo Plo fUll dL(bd Anmas Limo Arci lla N T otal e O riexcl(an C M O pI-I Ca Int Mg K gtla CI Hint CLC Saturacioacuten

Locll iad nll ( 1r 1 lo riexcl (1

Int m c IOOg me IOOg

Int m c IOOg

Int meIOO~ mc IOOg m e IOOg mc IOOg

Cationica

16 i Mcl~ - Bode1 0-10 2H 34shy 38 15 3 260 5 25 165 Franco ~r(iiexcliexclo so 30-jO 0 211 42 102 173 530 16 6 Sahana 50shy 2H 23 49 072 122 557

lfi 7 Uuml~ ta - LIano 0-15 40 3 n 0167 1+7 8110 250 l83 031 017 006 012 068 1053 1121 606 168 Suelo de Sabana 15-10 H 28 18 0158 10 7 677 182 492 020 001 006 013 042 1681 1723 243 IG9 Terraza media middot ~O middot70 iexcl 22 44 0167 058 ~H 7 099 530 015 011 005 014 045 85 7 902 498 170 Piexclmi tos Franco 70shy 30 26 H 0158 0-4-1shy 282 075 532 015 008 004 012 039 872 911 428

171 Yleta - aca rcna 0-1 (J Hl 36 16 152 258 500 172 Franco - Terraza lO-3D 4 1 35 24 0+5 077 495 173 Baj a 0-70 38 34 28 027 0+6 490 17+ 70-LiO 12 42 26 022 0 37 490

f

~

- iexcl 75 176

~vl rta Su cio

middot Llanos Saban a - T e

0-15 15-40

+ ~ 8

22 2+

34 18

025 3 0192

170 125

761 651

289 21 3

505 515

0-+ 7 040

0 27 016

009 003

011 013

094 072

12i4 1210

1368 1282

684shy561

- Ii T erriexclZ1 al ta - Gibral-W-70 18 18 H 0190 080 +2 1 1 36 540 051 011 005 015 082 925 1007 814 -- iexcl 7B tal - Fr iexcllre A ren 70-100 iexcl2 20 38 0147 06+ 435 109 540 038 023 004 012 on 798 875 880 l ] 79 vew - Llnos 0-35 -iexcl5 30 25 185 3 15 480 064 047 041 0 16 168 1352 1520 1105 l 1130 Sucio Sab8na 35-60 43 24 33 129 219 485 024 007 012 01 3 056 1430 1486 376

181 Cantildeo Hondo Fr ] tl co 60-100 middotiexcl2 22 36 065 111 _)05 018 009 0 12 0 06 04 5 1011 1056 4261 -----------------------shy

Ja~ Florida - gtlari iacutelO O-JO

r_

iexclz -l R3 ] f3 shyf IB5

Su e u (le-iaclo de ( (l l1l 1 () in ic as

----shy -shy

l0-60 GOF~5

aS-lOO ~ -- 18() 100-200

18 7 Y iHa VI i rltir 0-5 51 22 0238 255 10 iJ 439 440 218 102 028 007 355 1070 1425 2491 iaB raYeacutel l1c u a j l S- 3D +0 7 33 0 119 L06 890 183 498 052 014 0 12 005 085 957 1042 816 189 _In aZona i 30- 21 1middot 4 6 0079 042 595 081 615 036 105 012 006 158 1088 1246 1268

J)

lt 7j N lt ~

--

190 C hll(la - Y iol ilio 19 1 rara c u a r a 192 _ tn i1w niexcl

193 Yariacute 19l r~raCllar 1 195 tnazonas ___ o

0-5 V 5-10 20

0shy 18

O-)() 62 10middotgt0 50 -

lO 30 20

30

28 50 62

8

0660 0139 0093

0168

692 081 022

176

104 59 23

750

119 I A1 038

217

4- 65 439 4 A5

434

762 1 05 033

09

038 OA2 021

0 66

067 0 17 020

030

0 14 008 010

010

881 163 084

199

1318 1376 2129

673

2199 1539 22 13

872

40 06 1059 379

2282

J

196 1sla Gor e on a

197 198 199

Palrnira - V lie Perfil ~I 1

0-30 __shy ---shy - -O-3D

10-50 -0-80

-- 200 i (JI ~02

Pdll1 ira -allc Pe rfil V i 7

0-25 5-50 50-70

~

O1 2rJiacute

~O

(l fi 207

Riacuteo GUlmiddotilr p( Tri de llan o

70-90 9C) middotX

0-20 20-50 50-X

~ ~ s Ce7

gt

20B 209 210 2 11

S3 ha na d (gt Boiexclrotuacute Seri - GU1 ch an~ishypaacute - Pb r ll so l

0-40 -Hl-7S 75 -95 95middot

0189 220 116 37+ 505 161 Ufi 041 021 399 708 1107 3604

J 12 Espin1 iexcl iexcliexclirn a O-l O 2 13 Perfil ~ 10-25

~ 2 1+ D ia tornitu C aet

r

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

una noche se remueve el exceso de glicol por evaporaclOn al vaciacuteo tal como se describe en 1 y se pesa en ig ual forma Pa ra mayor exactitud en la determinacioacuten de la superfi cie interna se remueve conjuntamente

2 el exceso de etileno glicol tanto de la llluestra no calentada como de la calentada 3

1II - CALCU LOS 4

Dyal y Hendricks asumieron que se necesitaban 31 X 10- 4 grashy20 - AGRONOMIA

mos de eti lcno glicol pa ra la formacioacuten de una capa molecula r de un meshytro cuadrado de superficie E te factor se obtuvo po r consideracioacuten de la superficie total teoacuterica de la unidad crista lina de montmorillonita y las dimensione de una moleacutecula de etilcno g licol Aunque dicha constan te no es cuantita tivamente perfecta sino un facto r ap roximado experimenshytalmente d erivado tiene un fu erte re~pa ldo en la litera tura y es la mejor aproximacioacuten que alguien h aya hecho hasta la fecha a este respec to ( 65 )

Los caacutelculos para aacute reas superfic iales en m~ j g son como sigue Superfi cie especiacutefica total St =

gm de glicol retenido por la muestra no calculada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 00003 1

Superficie especiacutefica externa Se =

gm de glicol retenido Jor la muestra calentada

gm de muestra no ca lentada secada al vaciacuteo X 0 0003 1

Superficie especiacutefica interna Si = St- Se m~ j g

IV - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATION ES

Con el fin de comparar superficie especiacutefica tota l con otra propieshydad eoligativa se determinoacute la ca pacidad de intercambio de los sudas sishyg iendo el procedimiento propuesto por M ortland y M ellar (47 ) Se toman 4 a 10 gramos de sucio dependiendo de la textura y Se lavan dushyrante 4 horas con 150 mI de BaCb 02N a mortiguado a pH 81 con trietanolamina Luego se lava n con 100 mL de BaCb 1 N Y posteriorshymente con agua des tilada hasta cuando esteacuten libres de cloruros (prueba del AgNOa ) Se dispersan las muestras en 100 mI de H 20 y 50 mI de alco hol etiacutelico y se titulan conductiomeacutetricamente con MgSO~ 02 N La capacidad de in~ercambio de cationes se obtiene graacuteficamente a partir de

13

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

lagt coordenadagt conductividad especiacutefica y lIliliequivaIentes de MgS04 antildeadidos Se hizo illllecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatura

RES LTADOS y DISC USION

J - ETILENO GLICOL RETENIOO y sus REIACIONES CON OTRAS

CARACTERISTICAS DE LOS S lJELOS

En la figura N 1 se lI1u~tra la evaporacioacuten de ctileno glicol de dos muestras de sucio ell funcioacuten del tiempo Se llevoacute a cabo esta observacioacuten con el fin de determinar el tiempo aproximado a qu se deberiacutea hacer las primeras pesadas para obtener el peso COI stante de la muestra Seguacuten las condiciones de destilacioacuten molecular al vaciacuteo en que se hizo la detershyJllinacioacuten se dbserva que el etilenn glicol se evapora primero como liacutequishydo libre La caporacioacuten disminuye pronto y finalmente se hace muy lenshyta v constante El etilenu glicol pre~ente al comienzo cuando la pcndienshyh de la curva se hace muy pequentildea y constante representa la cantidad requerida para la olvacioacuten sllperficial e intcrplanar Dyal y Hendrick~ ( 10 ) observaron que en presellcia de montmorillonita la evaporacioacuten de g-Jicol cs muy lenta ya que eacutesta depende de la uperficie expue_~ta a deseshycacioacuten Igualmente la difusioacuten del etikno glicol de la porcioacuten inferior de la JIluestra a la parte superior de la misma es un factor limitantc en ll rata de evaporacioacuten En el transcuriO d ~ las determinaciones efectuadas el periacuteodo de evacuacioacuten al vaciacuteo se prolongoacute d 24 a i6 horas aproximashydamente debido a que entre otras razones no e pudo alcanzar la preshysioacuten de 01 mm de Hg con la bomba disponible presioacuten que es la reco shyllIendable y a la cual ~c logra cquilibrio maacutes raacutepidamente

Se preenta en la tabla N 2 la superficie especiacutefica total de alguna arcillas de referencia obtenida por el meacutetodo de Dyal y Hendricks seguacuten varios investigadore~ Se observa el contraste de los valores para los tres tipos principales de arcilla montmorillonita 700-800 m~ g ilita 120-160 111 2 g y caolinita 25-30 m~ g Las difercncias observadas en los valores obtenidos para un mismo tipo de arcilla puede atribuIacuterse a variacionl~

tn la pureza del material y a la naturaleza del mismo asiacute como a la clashyse de catioacuten intercambiable dominante en la arcilla El valor de 439 m~ g para la bentonita- H ( lIlontmorillonita ) se refiere a la superficie externa obtenida despueacutes de calentar la muestra a 600C Comparaacutendolo con el valor para uperficie total (810 m~g) se nota que en la montmorillonita la superficie especiacutefica total lo cual da una base firme para diferenciarmiddot la de arcillas que no poseen o acaso IIlUy poca superficie int( rna de adshysorcioacuten (caolinita e ilita)

14

l-- t1 t f e tshyC lt C ~

(J (

-- c

~ lt

c V

~

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

las coordenadas conductividad especiacutefica y miliequivalente- de MgSO antildeadidos Se hizo innecesario hacer correcciones para volumen y temshyperatllra

OTRAS

alguIla~

cks seguacuten los tr

120-160 valores

o tIl JJID Q

4

O~--~IM--~~O~~~~r~~~~~~I~II~---~~bullbull~-I~~bullbull~~~H tiempo (minutos)

Fig 1 - Evaporacioacuten de eti lena glicol de los suelos nos 109 y 173

15

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de etiIcno glicol

Autor Bower y Morthnd y Dyal y Gonzaacutelez Gocrtzcn Eri ck50n Hendri cks Garciacutea Martin

(5) (49) (9 lO) ( 14) (36)

Tipo de arcilla rn 2g rn2g rngg rn2g rngg rngg rngg

Caolinita 25 296 60 282 lO Mon trnorilloni ta 815 7260 2250 8100 2900 188 250 Pirofilita 105 24 Bentonita-H 439 Haloi sita 444 56 [ji ta 127 394 50 Caolinita- H 310 67

Superficie externa

En la tabla N~ 3 se incluye la superficie especiacutefica total determishydeterminada por el autor en varias arcillas de referencia y seguacuten el meacuteshytodo de Dyal y Hendricks

Se nota que las arcillas de tipo 1 1 (caolinita y diekita) poseen la maacutes baja superficie especiacutefica total como consecuencia de no disfrutar de la propiedad de expansioacuten y por lo tanto no manifiestan superficie interna de adsorcioacuten La haloy ita a pesar de ser una arcilla de tipo 1 1 mucltt ra una una superficie e-peciacutefica total relativamente alta lo cual se

TABLA 3 - Etileno glicol retenido y superficie especiacutefica total de varias arcillas de referencia

Eticno glicol Superficie retenido especiacutefica

Tipo de arcilla mgg total m2g

Caolinita 88 287 Dickita 53 175 Haloysita 581 1873 Montmorillonita 2008 6472 Hectorita 980 3078 Pirofilita 77 261

16

explica por su alto grado de hidratacioacuten intcraminar_l morillonit

cHica t

(tipo eleacutectric

otros f entre e ore mu

D materia

etileno

raleza IacuteI

A - ETIl

COll

suelos ( euencia I

dos vari~

Las

orgaacutenica

que inc1u

parte del

contribuylt

necesita e

estudio PI1

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 2 - Superficie especiacutefica total de algunas arcillas por el meacutetodo de retencioacuten de ctileno glicol

Autor Bower y M ort land y D ya l y Gonzaacutelez

Gocrtzcn fui H end ri cks G a r ciacutea M artiacuten ~ 9 10) (14 ) (36) (5 )

mg g

250

56

mg g mgg

10 2900 188

50 67

fica total determishycia y seguacuten el meacute-

ickita) de no

iestan lla de tipo 1 1

alta lo cual se

poseen la disfrutar

superficie

varias

explica por su alto grado de hidratacioacuten interlaminar Las arcillas montshy

morillonita y hectorita de tipo 2 1 exhiben una alta superficie espeshy

ciacutefica total ya que presentan superficie interna de adsorcioacuten La pirofilita

(tipo 2 1) manifiesta valores muy bajos por cuanto su estructura es

eleacutectricamente neutra Al comparar estos resultados con los obtenidos por

otros investigadores se pu(de decir que existe una buena concordancia

entre ellos y que se pueden utilizar para hacer estudios comparativos soshy

bre muestras de sudo como se veraacute maacutes adelante

De lo dicho hasta aquIacute se puede concluIacuter que de acuerdo con los

materiales estudiados y seguacuten previas investigaciones sobre retencioacuten de

etileno glicol por las arcillas dicha retencioacuten es una funcioacuten de la natushy

raleza iacutentima de tales materiales

A - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE ARCILLA DE LOS SUELOS

Con el fin de establecer si la cantidad de glicol retenido por los

suelos (y por consiguiente la superficie especiacutefica total) es una conseshy

cuencia del mayor o menor contenido de arcilla se correlacionoacute a estas dos variables (Tabla NQ 4)

Las muestras se agruparon de acuerdo con el contenido de materia

orgaacutenica (Nota como las determinaciones se hicieron sobre muestras

que incluiacutean a los tres separados - arena muy fina limo y arcillamiddot- le

parte del supuesto de que la presencia de limo y arena muy filia no

contribuye en nada a la superficie especiacutefica total Esto naturalmente

necesita comprobarse primero en lo~ sucIos de Colombia pero para un

estudio preliminar como es eacuteste puede aceptarse sin mayor reticencia )

11

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla N9 mgjg

Suelos con 000-099 de materia orgaacutenica

113 435 41

114 825 31

115 534 26

116 694 40

117 818 32 118 855 37

119 middot 798 35

121 163 38

122 157 27

123 294 30

124 302 32

125 289 29

128 1000 46

129 1410 58

130 157 5 65

139 440 43

140 543 41

145 931 52

149 448 50

154 558 54

169 220 44

17U 200 44

172 165 24

173 144 28

174 200 26

189 240 46

192 232 62

18

TABLA 4 - (Cont)

Suelo Ndeg

Etileno glicol retenido mgjg

Arcilla

-- shy -- shy -Suelo con 100-199 de materia orgaacutenica

o

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 4 - (Cont)TABLA 4 - Etileno glicol retenido y de arcilla

Etileno glicol Suelo Suelo retenido rcilla NNQ mgg

Suelos con

Etileno glicol retenido Arcilla mgg

100-199 de materia orgaacutenica

233 29 982 46

1830 71 1890 70 1226 42 1366 60 1202 34 880 45 534 53 617 46 268 42 220 49 230 38 590 44 480 38 292 36 250 33 425 50

Suelos con 000-099 di -~ --1 orgaacutenica

41

31

26

40

120 127 135 136 138 142 143 148 153 156 165 166 168 177 178 181 188 191

32

37

35

Suelos con

109 110 111 112 132 134 144 157 164shy167 171 175 176 180 193

200-299 de materia orgaacutenica

432 15 444 19 345 19 624 16 789 58

1873 70 893 51 735 42 591 38 284 22 200 16 535 34 543 38 450 33 232 8

19

TABLA 4 - (Cont)

Etileno glicol Sucio retenido Arcilla

Ndeg mgjg

Suelos con maacutes de 3 de materia orgaacutenica

J08 407 14 131 1127 43 137 1375 39 141 1412 51 147 973 39 152 643 45 155 771 17 158 810 45 159 1540 36 161 1692 40 179 720 25 187 250 22 190 720 28

Estadiacutesticamente la correlacioacuten entre las dos variables es altamente significativa (Tabla N~ 5) Si se analizan los resultados individualmente podraacute observarse que en un buen nuacutemero de casos sucios con igual (J

aproximadamente igual contenido de arcilla dan valores diferentes de reshytencioacuten de glicol Auacuten maacutes notorio es el caso de suelos con bajo conteshynido de arcilla los cuales manifiestan mayor retencioacuten de glicol que sue-

TABLA NQ 5 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido y porcentaje de arcilla de los suelos

Contenido de Coeficiente de materia orgaacutenica Nuacutemero de correlacioacuten

sucIos (r)

De 000 - 099 27 0859 De 100 - 199 18 0895 De 200 - 299 15 0955 Maacutes de 300 13 0941

bull Al tamen te significativo

20

los con mayor contenido de arcilla por ejemplo el 1uclo 108 con 14

de arcilla retiene 407 mgjg de glicol y en cambio el suelo 187 con 22

de arcilla retiene 25 mgjg de glicol Lo anterior sugiere que la retenshy

cioacuten de etileno glicol por los suelos depende de la cantidad de arcilla preshysente y de la

B - ETIl

La m

las propiel

se establee

retenido y

valores se

TABLA

TABLA 4 - (Cont)

E tileno glicol Suelo retenido Arcilla Nmiddot mgjg

Suelos con maacutes de 3 de materia orgaacutenica

4

s altamente idualmente on igual (J

ntes de re-ajo cante-I que sueshy

centaje de

de oacuten

los con mayor contenido de arcilIa por ejemplo el suelo 108 con 14

de arcilla retiene 407 mgjg de glicol y en cambio el suelo 187 con 22

de arcilla retiene 25 mgjg de glicol Lo anterior sugiere que la retenshy

cioacuten de etileno glicol por los suelos depende de la cantidad de arcilIa preshy

sente y de la naturaleza mineraloacutegica de la misma

B - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA

DE LOS SUELOS

La materia orgaacutenica es el otro constituyente que maacutes influye sobre

las propiedades de actividad superficial de los suelos En la Tabla Nq 6

sc establece la correspondencia que existe cntre el contenido de glicol

retenido y el porciento de matria orgaacutenica presente en las muestras Los

valores se agruparon de acuerdo con el contenido de arcilIa

TABLA 6 - Etileno glicol retenido y porcentaje de materia orgaacutenica

Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica

NQ mgjg

Suelos con 10-20 de arcilla

108 407 313

109 432 226

110 444 241

111 345 252

112 624 258

155 771 731

171 200 258

193 232 217

21

middot TABLA 6 - ( Cont )

Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica

NQ rngg

Suelos con 21-30 de arcilla

115 534 120 233 122 157 123 294 125 289 167 284 172 165 173 144 174 200 179 720 187 250 190 720

Suelos con 3 1-40 de arcilla

114 828 116 694 117 818 118 855 11 9 798 121 163 [24 302 137 1375 143 1202 147 973 159 1540 161 1692 164 591 168 230 175 535 176 543 178 480 180 450 181 292

22

020 116 037 012 009 250 077 046 037 315 439

1193

031 014 009 009 029 048 009 359 122 330 332 536 260 182 289 213 109 219 111

Suelo N9

113 127 128 138 139 140 148 149 152 156 157 158 165 166 167 170 177 189 191

129 130 131 132 134 135 136 141 142 144 145 153 154 192

TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol retenido

rngg

Materia orgaacutenica

Suelos con 41-50

435 982

1000 1226 440 5~3

de arciJIa

068 156 046 153 051

TABLA 6 - (Cont ) TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol Materia Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica Suelo retenido orgaacutenica

Nq N9mgg mgg

uelos con 21-30 de arcilla Suelos con 41-50 de arcilla

115 534 020 113 435 068 120 233 11 6 127 982 156

122 157 037 128 1000 046

123 294 012 138 1226 153

125 289 009 139 440 051 -167 50 140 543 031 148 880 104

149 448 068 152 643 437 156 617 136 157 735 236 158 810 372 165 268 173 166 220 122 167 220 099 170 200 075 177 590 136 189 240 081 191 425 143

Suelos con maacutes de 51 ot de arcilla

129 1410 060 130 1575 049 131 1127 380 132 789 218 134 1873 219 135 1830 184 136 1890 106 141 1412 311 142 1366 143 144 893 275 145 931 051 153 534 109 154 558 065 192 232 038

23

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m2 g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etileno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutemica de la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de etileno glicol por los suelos

TABLA 7 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido v porcentaje de mashyteria orgaacutenica de los suelos

Coeficiente de Arcilla Nuacutemero de correlacioacuten

sucios ( r)

De 10 - 20 8 0949 21 - 30 12 0745 31 - 40 19 0841 41 - 50 19 0786

Maacutes de 51 14 0805

Altamente significativo

11 - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO PE CATIONES Y SUS RELACIONES CON

OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

La equivalencia de las reacciones de intercambio de cationes ha conshyducido a numerosos investigadores a suponer que cada material arcilloso puede caracterizarse por su capaddad total de intercambio Esto ha veshynido demostraacutendose progresivamente y asiacute puede verse en la Tabla N 8 los resultados obtenidos por algunos autores en distintos tipos de arcilla

24

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

meIOO g

Gonzaacutelez

Tipo de GarcIacutea Grim H emin Martiacuten Kclley Mortland

arcilla ( 14) (15) ( 17a) (36) (24) (49)

_-shy- - -__ shy -shy

801 91l Montmorillonita 80 80-150

Ilita

Caolinitt

Haloysit

Haloysitiexcl

Nantroni

Pirofilita

Las v arcilloso Sal

reza y com que las arci de capacidal Los valores tituciones OQ

corresponden arcillas del 10-40 me r meIOO gr cambio relati do de superfic (2 1) es una valores de ref~ por el meacutetodo Tabla N9 9

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

TABLA 4 - (Cont)

E tileno glicol Suelo retenido Arcilla Nmiddot mgjg

Suelos con maacutes de 3 de materia orgaacutenica

4

s altamente idualmente on igual (J

ntes de re-ajo cante-I que sueshy

centaje de

de oacuten

los con mayor contenido de arcilIa por ejemplo el suelo 108 con 14

de arcilla retiene 407 mgjg de glicol y en cambio el suelo 187 con 22

de arcilla retiene 25 mgjg de glicol Lo anterior sugiere que la retenshy

cioacuten de etileno glicol por los suelos depende de la cantidad de arcilIa preshy

sente y de la naturaleza mineraloacutegica de la misma

B - ETILENO GLICOL RETENIDO y CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA

DE LOS SUELOS

La materia orgaacutenica es el otro constituyente que maacutes influye sobre

las propiedades de actividad superficial de los suelos En la Tabla Nq 6

sc establece la correspondencia que existe cntre el contenido de glicol

retenido y el porciento de matria orgaacutenica presente en las muestras Los

valores se agruparon de acuerdo con el contenido de arcilIa

TABLA 6 - Etileno glicol retenido y porcentaje de materia orgaacutenica

Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica

NQ mgjg

Suelos con 10-20 de arcilla

108 407 313

109 432 226

110 444 241

111 345 252

112 624 258

155 771 731

171 200 258

193 232 217

21

middot TABLA 6 - ( Cont )

Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica

NQ rngg

Suelos con 21-30 de arcilla

115 534 120 233 122 157 123 294 125 289 167 284 172 165 173 144 174 200 179 720 187 250 190 720

Suelos con 3 1-40 de arcilla

114 828 116 694 117 818 118 855 11 9 798 121 163 [24 302 137 1375 143 1202 147 973 159 1540 161 1692 164 591 168 230 175 535 176 543 178 480 180 450 181 292

22

020 116 037 012 009 250 077 046 037 315 439

1193

031 014 009 009 029 048 009 359 122 330 332 536 260 182 289 213 109 219 111

Suelo N9

113 127 128 138 139 140 148 149 152 156 157 158 165 166 167 170 177 189 191

129 130 131 132 134 135 136 141 142 144 145 153 154 192

TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol retenido

rngg

Materia orgaacutenica

Suelos con 41-50

435 982

1000 1226 440 5~3

de arciJIa

068 156 046 153 051

TABLA 6 - (Cont ) TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol Materia Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica Suelo retenido orgaacutenica

Nq N9mgg mgg

uelos con 21-30 de arcilla Suelos con 41-50 de arcilla

115 534 020 113 435 068 120 233 11 6 127 982 156

122 157 037 128 1000 046

123 294 012 138 1226 153

125 289 009 139 440 051 -167 50 140 543 031 148 880 104

149 448 068 152 643 437 156 617 136 157 735 236 158 810 372 165 268 173 166 220 122 167 220 099 170 200 075 177 590 136 189 240 081 191 425 143

Suelos con maacutes de 51 ot de arcilla

129 1410 060 130 1575 049 131 1127 380 132 789 218 134 1873 219 135 1830 184 136 1890 106 141 1412 311 142 1366 143 144 893 275 145 931 051 153 534 109 154 558 065 192 232 038

23

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m2 g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etileno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutemica de la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de etileno glicol por los suelos

TABLA 7 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido v porcentaje de mashyteria orgaacutenica de los suelos

Coeficiente de Arcilla Nuacutemero de correlacioacuten

sucios ( r)

De 10 - 20 8 0949 21 - 30 12 0745 31 - 40 19 0841 41 - 50 19 0786

Maacutes de 51 14 0805

Altamente significativo

11 - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO PE CATIONES Y SUS RELACIONES CON

OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

La equivalencia de las reacciones de intercambio de cationes ha conshyducido a numerosos investigadores a suponer que cada material arcilloso puede caracterizarse por su capaddad total de intercambio Esto ha veshynido demostraacutendose progresivamente y asiacute puede verse en la Tabla N 8 los resultados obtenidos por algunos autores en distintos tipos de arcilla

24

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

meIOO g

Gonzaacutelez

Tipo de GarcIacutea Grim H emin Martiacuten Kclley Mortland

arcilla ( 14) (15) ( 17a) (36) (24) (49)

_-shy- - -__ shy -shy

801 91l Montmorillonita 80 80-150

Ilita

Caolinitt

Haloysit

Haloysitiexcl

Nantroni

Pirofilita

Las v arcilloso Sal

reza y com que las arci de capacidal Los valores tituciones OQ

corresponden arcillas del 10-40 me r meIOO gr cambio relati do de superfic (2 1) es una valores de ref~ por el meacutetodo Tabla N9 9

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

middot TABLA 6 - ( Cont )

Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica

NQ rngg

Suelos con 21-30 de arcilla

115 534 120 233 122 157 123 294 125 289 167 284 172 165 173 144 174 200 179 720 187 250 190 720

Suelos con 3 1-40 de arcilla

114 828 116 694 117 818 118 855 11 9 798 121 163 [24 302 137 1375 143 1202 147 973 159 1540 161 1692 164 591 168 230 175 535 176 543 178 480 180 450 181 292

22

020 116 037 012 009 250 077 046 037 315 439

1193

031 014 009 009 029 048 009 359 122 330 332 536 260 182 289 213 109 219 111

Suelo N9

113 127 128 138 139 140 148 149 152 156 157 158 165 166 167 170 177 189 191

129 130 131 132 134 135 136 141 142 144 145 153 154 192

TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol retenido

rngg

Materia orgaacutenica

Suelos con 41-50

435 982

1000 1226 440 5~3

de arciJIa

068 156 046 153 051

TABLA 6 - (Cont ) TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol Materia Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica Suelo retenido orgaacutenica

Nq N9mgg mgg

uelos con 21-30 de arcilla Suelos con 41-50 de arcilla

115 534 020 113 435 068 120 233 11 6 127 982 156

122 157 037 128 1000 046

123 294 012 138 1226 153

125 289 009 139 440 051 -167 50 140 543 031 148 880 104

149 448 068 152 643 437 156 617 136 157 735 236 158 810 372 165 268 173 166 220 122 167 220 099 170 200 075 177 590 136 189 240 081 191 425 143

Suelos con maacutes de 51 ot de arcilla

129 1410 060 130 1575 049 131 1127 380 132 789 218 134 1873 219 135 1830 184 136 1890 106 141 1412 311 142 1366 143 144 893 275 145 931 051 153 534 109 154 558 065 192 232 038

23

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m2 g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etileno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutemica de la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de etileno glicol por los suelos

TABLA 7 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido v porcentaje de mashyteria orgaacutenica de los suelos

Coeficiente de Arcilla Nuacutemero de correlacioacuten

sucios ( r)

De 10 - 20 8 0949 21 - 30 12 0745 31 - 40 19 0841 41 - 50 19 0786

Maacutes de 51 14 0805

Altamente significativo

11 - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO PE CATIONES Y SUS RELACIONES CON

OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

La equivalencia de las reacciones de intercambio de cationes ha conshyducido a numerosos investigadores a suponer que cada material arcilloso puede caracterizarse por su capaddad total de intercambio Esto ha veshynido demostraacutendose progresivamente y asiacute puede verse en la Tabla N 8 los resultados obtenidos por algunos autores en distintos tipos de arcilla

24

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

meIOO g

Gonzaacutelez

Tipo de GarcIacutea Grim H emin Martiacuten Kclley Mortland

arcilla ( 14) (15) ( 17a) (36) (24) (49)

_-shy- - -__ shy -shy

801 91l Montmorillonita 80 80-150

Ilita

Caolinitt

Haloysit

Haloysitiexcl

Nantroni

Pirofilita

Las v arcilloso Sal

reza y com que las arci de capacidal Los valores tituciones OQ

corresponden arcillas del 10-40 me r meIOO gr cambio relati do de superfic (2 1) es una valores de ref~ por el meacutetodo Tabla N9 9

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

TABLA 6 - (Cont ) TABLA 6 - (Cont )

Etileno glicol Materia Etileno glicol Materia Suelo retenido orgaacutenica Suelo retenido orgaacutenica

Nq N9mgg mgg

uelos con 21-30 de arcilla Suelos con 41-50 de arcilla

115 534 020 113 435 068 120 233 11 6 127 982 156

122 157 037 128 1000 046

123 294 012 138 1226 153

125 289 009 139 440 051 -167 50 140 543 031 148 880 104

149 448 068 152 643 437 156 617 136 157 735 236 158 810 372 165 268 173 166 220 122 167 220 099 170 200 075 177 590 136 189 240 081 191 425 143

Suelos con maacutes de 51 ot de arcilla

129 1410 060 130 1575 049 131 1127 380 132 789 218 134 1873 219 135 1830 184 136 1890 106 141 1412 311 142 1366 143 144 893 275 145 931 051 153 534 109 154 558 065 192 232 038

23

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m2 g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etileno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutemica de la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de etileno glicol por los suelos

TABLA 7 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido v porcentaje de mashyteria orgaacutenica de los suelos

Coeficiente de Arcilla Nuacutemero de correlacioacuten

sucios ( r)

De 10 - 20 8 0949 21 - 30 12 0745 31 - 40 19 0841 41 - 50 19 0786

Maacutes de 51 14 0805

Altamente significativo

11 - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO PE CATIONES Y SUS RELACIONES CON

OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

La equivalencia de las reacciones de intercambio de cationes ha conshyducido a numerosos investigadores a suponer que cada material arcilloso puede caracterizarse por su capaddad total de intercambio Esto ha veshynido demostraacutendose progresivamente y asiacute puede verse en la Tabla N 8 los resultados obtenidos por algunos autores en distintos tipos de arcilla

24

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

meIOO g

Gonzaacutelez

Tipo de GarcIacutea Grim H emin Martiacuten Kclley Mortland

arcilla ( 14) (15) ( 17a) (36) (24) (49)

_-shy- - -__ shy -shy

801 91l Montmorillonita 80 80-150

Ilita

Caolinitt

Haloysit

Haloysitiexcl

Nantroni

Pirofilita

Las v arcilloso Sal

reza y com que las arci de capacidal Los valores tituciones OQ

corresponden arcillas del 10-40 me r meIOO gr cambio relati do de superfic (2 1) es una valores de ref~ por el meacutetodo Tabla N9 9

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m2 g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etileno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutemica de la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de etileno glicol por los suelos

TABLA 7 - Correlacioacuten entre etileno glicol retenido v porcentaje de mashyteria orgaacutenica de los suelos

Coeficiente de Arcilla Nuacutemero de correlacioacuten

sucios ( r)

De 10 - 20 8 0949 21 - 30 12 0745 31 - 40 19 0841 41 - 50 19 0786

Maacutes de 51 14 0805

Altamente significativo

11 - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO PE CATIONES Y SUS RELACIONES CON

OTRAS CARACTERISTICAS DE LOS SUELOS

La equivalencia de las reacciones de intercambio de cationes ha conshyducido a numerosos investigadores a suponer que cada material arcilloso puede caracterizarse por su capaddad total de intercambio Esto ha veshynido demostraacutendose progresivamente y asiacute puede verse en la Tabla N 8 los resultados obtenidos por algunos autores en distintos tipos de arcilla

24

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

meIOO g

Gonzaacutelez

Tipo de GarcIacutea Grim H emin Martiacuten Kclley Mortland

arcilla ( 14) (15) ( 17a) (36) (24) (49)

_-shy- - -__ shy -shy

801 91l Montmorillonita 80 80-150

Ilita

Caolinitt

Haloysit

Haloysitiexcl

Nantroni

Pirofilita

Las v arcilloso Sal

reza y com que las arci de capacidal Los valores tituciones OQ

corresponden arcillas del 10-40 me r meIOO gr cambio relati do de superfic (2 1) es una valores de ref~ por el meacutetodo Tabla N9 9

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

El anaacutelisis estadiacutestico (veacutease Tabla NQ 7) muestra una estrecha coshyrrelacioacuten entre el etileno glicol retenido y el porcentaje de materia orgaacuteshynica Puede decirse por lo tanto que la retencioacuten del etileno glicol es una funcioacuten del contenido de materia orgaacutenica de los suelos Al respecto Bower y Gschwend (4 ) encontraron que el 1 de materia orgaacutenica aumenta la superficie total en 7 m~ g sin embargo la variacioacuten en sushyperficie total aparente de la materia orgaacutenica es muy grande para poder usar con cierto liacutemite de confidencia el factor de 7 m2g Esto se explica por la variable composicioacuten y diferente grado de descomposicioacuten en que se encuentra tal constituyente en los suelos Aunque estadiacutesticamente la correlacioacuten etilcno glicol retenido y materia orgaacutenica fue altamente sigshynificativa al estudiar los datos individualmente se observa que los valoshyres fluctuacutean notoriamente en suelos con igual contenido de arcilla lo cual parece indicar que maacutes importante que el contenido total de mashyteria orgaacutenica es la composicioacuten quiacutep~ - Jo la misma como factor resshyponsable de la retencioacuten de p S suelos

TABLA 7 ) porcentaje de ma-

correlacioacuten (r)

TABLA 8 - Capacidad de intercambio de cationes de algunas arcillas seshyguacuten varios investigadores

me100 g

Gonzaacutelez

Tipo ideo Garciacutea Grim Hemin Martiacuten KeJley Mortland

arcilla (14) (15) ( l7a) (36) (24) (49)

Montmorillonita 80 80-150 80-120 106 54-115 771

Ilita 30 10- 40 20- 40 187

Caolinita 635 3shy 15 7shy 15 60

Haloysita 2H2O 5shy 10 15- 40

Haloysita 4H20 40- 50 15- 40

Nantronita 120

Pirofilita 24

Valores obtenidos por diferentes meacutetodos

Las variaciones en los resultados encontrados para un mismo tipo arcilloso son atribuiacutebles al meacutetodo seguido en la determinacioacuten y a la pushyreza y composicioacuten quiacutemica de la muestra Sin embargo se puede notar que las arcillas de tipo 2 1 expandible presentan un rango caracteriacutestico de capacidad de intercambio que podriacutea situarse entre 60-150 me100 g Los valores maacutes bajos corresponden a arcillas que tienen muy pocas susshytituciones octaheacutedricas y tetraheacutedricas en la red cristalina los maacutes altos corresponden a arcillas con una amplia gama de tales sustituciones Las arcillas del tipo 2 1 no expandible tienen un valor comprendido entre 10-40 melOO g y las del tipo 1 1 presentan valores entre 5-15 me100 gr La haloysita -4H20 (1 1) tiene una capacidad de intershycambio relativamente alta debido posiblemente a que presenta cierto grashydo de superficie interna que da lugar a ads~rber cationes La pirofilita (2 1) es una arcilla eleacutectricamente neutra de ahiacute su baja crc Estos valores de referencia pueden compararse con los obtenidos por el autor por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica seguacuten se muestra en la Tabla NQ 9

2~

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo d titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla melOO g

Caolinita

Haloisita

Dickita

Montmorillonita

Hectorita

Pirofilita

88

lO124 1 t 2 136 t)600 lo)

~278 2 t t 41 e

~

A continuacioacuten se incluyen los valores de capacidad de intercambio

de cationes de algunos oacutexidos d hierro y aluminio seguacuten anaacutelisis de

Mehlich (42 )

ClC

Oxido meIOO gr

Hematita 27

Goetita 41

Bauxita 22

Gibsita 55

En las Figuras Nos 2 3 4 y 5 se muestra la titulacioacuten conductioshy

meacutetrica de 2 arcillas y 2 suelos

26

~

tJ g ~shyti b sect u

bull

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

TABLA 9 - Capacidad de intercambio de cationes de varias arcillas por el meacutetodo de titulacioacuten conductiomeacutetrica

ClC

Tipo de arcilla memiddotfIOO g

de intercambio

uacuten anaacutelisis de

onductioshy

bull 2 -O lJ

-lJ CJ

5 ~

tJ g- J

~

ljshyJ

tJ sect U

~----------------~A71----------------~n m e de Mg$O antildeadidos

Fig2middot Titulacioacuten conducfomefrica de caolinifa satura da con 8a

27

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

shy u -5 sect v cu

01 al Q os 0 QT Q LO 11

me de Ng50 antildeadidos

Fig middot3- Titulacioacuten conducfomeacutetrica de monfmorillonita saturada con 8a

28

0

lO I

2 t

O ~ -shy-lgt CJ

~ (J

J g- 4

~

o

A

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

de

t)

g 4shyshy lJ J

t)JO c o lJ 10

m c de MgS04 antildeadIdos

Fig 4- Ti tu lae ioacuten conduetomeacute t rica del suelo no 72 saturado conBa

29

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

l

bullo J

lo(

o I

-LJ

~ lJ Cgt

~ ltgt

O O tJ4-~ - J LJ 1 bc O LJ

A - COMPARACION DE cre DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH4

ADSORBIDO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelos se lleva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cue tioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da losresultados maacutes fiddianO n rnmniexclImiddotiexclci(m Nm t Iin 1 t hb

10 SI

Yf

lo cc m tit

T

CI

me dG MgSO antildeaddos

Fig 5 -Titulaeon conductomeacutetrica del suelo no JI 2 saturado con Ba

30

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

A - COMPARACION DE elc DE LOS SUELOS POR EL METODO DEL NH

ADSORBlOO y TITULACION CONDUCTIOMETRICA

La capacidad de intercambio de cationes de los suelo se leva a cashybo generalmente en Colombia mediante la determinacioacuten del NH4 adsorshybido Este meacutetodo es bastante utilizado universalmente y ha mostrado dar resultados satisfactorios en la mayoriacutea de los casos aunque no deja de presentar ciertas limitaciones La cuestioacuten es demostrar si es el meacutetodo que da los resultados maacutes fidedignos en comparacioacuten con otros En la tabla 10 se muestran los resultados de eIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten y el de la retencioacuten de NH4 Esta confrontacioacuten se hace con el fin de ver si los resultados de CIC obtenidos por el meacutetodo de titulacioacuten pueden usarse con cierta confidencia para el estudio de los suelos Los resultados por el meacutetodo del NH4 fueron tomados de los anaacutelisis suministrados por el Insshytituto Geograacutefico

TABLA 10 - Capacidad de intercambio de cationes de dos meacutetodos diferentes

vanos suelos por

Suelo NQ

NH4 ads me100 g

Tit cond melOO g

208 1107 875 + 108 294 160

Chocoacute 112 856 210 120 196 68 127 4403 283 129 4251 275 129 4975 390 130 6463 435 131 5225 323 132 3658 228 134 6647 550 135 6306 485 136 6138 485 137 4464 403 138 4096 338 139 3553 193 140 3648 230 141 4960 560 142 5558 495 143 6825 600

31

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

TABLA 10shy (Cont)

Suelo NH4 ads Tit cond NQ meiexcl100 g melOO g

144 3592 230 145 3102 285 + 147 2180 150 148 1747 110

Antioquia 149 2140 130 152 27 98 228 128 4251 275 154 5392 163 155 2994 275 + 156 2867 188 157 2191 208 + 158 4042 232

Atlaacutentico 159 2622 340 161 3990 390 + 167 1121 68 168 1723 65 169 902 38 153 2402 185

Llanos 175 1368 113 + 176 1282 130 177 1007 105 178 875 90 179 1520 125 + 180 1486 133 + 181 1056 105 + 187 1425 60 188 1042 50

Amazonas 189 1246 42 190 2199 175 191 1539 123 + 192 2213 133 193 872 78

Al analizar los datos individualmente se nota que los valores por el meacutetodo del NH adsorbido son mayores en un 60 aproximadamenshyte de los casos sin embargo casi todos muestran cierta correspondencia entre los dos meacutetodos No obstante algunos valores por el meacutetodo de titulacioacuten son bastante bajos Las diferencias individuales son debidas a

82

que en ambos meacutetodos se emplean cationes dc distinto poder de reem plazamiento (NH4 y Ba ) lo cual ya introduce ~ ifertn cias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestras por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el error experimental introducido

Es conveniente anotar que l conclusiones que Se establezcan en rcshylacioacuten con la capacidad de intercarnhio se basan en el supu to de que tal propiedacl materia or pero se ti nitud en de intere

B - CAP

En 1

TAB r

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

Suelo NH4 ads NQ me100 g

------------------ shy144 35~ Uiexcl

TABLA 10 - (Cont)

Tit cond melOO g

230 285 + 150 110 130 228 275 163 275 + 188 208 + 232 340 390 +

68 65 38 85 13 + 30

5

0

5 +

3 + 5 + O

+

res por damenshydencia do de idas a

que en ambos meacutetodos se emplean cationes de distinto poder de reemshyplazamiento (NH4 Y Ba ) lo cual ya introduce 0iferencias en los resulshytados tampoco se debe descartar el factor personal en la determinacioacuten y que no se corrieron muestragt por duplicado en el meacutetodo de titulacioacuten lu que dio lugar a probar el erw[ experimental introducido

Es conveniente anotar que las conclusiones que se establezcan en reshylacioacuten con la capacidad de intercamhio se basan en el supu to de que tal propiedad de los suelos resid e uacutenica y exclusivamente en la arcilla materia orgaacutenica Esto se hace con el fin de simplificar un poco el estudio pero se tiene el proyecto en una proacutexima investigacioacuten de estudiar la magshynitud en que las fracciones limo y arena ontribu)an a la capacidad total de intercambio de los suelos

B - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTEfIDO DE ARCILLA

En la Tabla NQ 11 se presenta la relacioacuten existente entre la capacimiddot

TABLA 11 - Capacidad de intercambio y contenido de arcilla

Suelo N Arcilla CLC

Suelos con 000- 099 de materia orgaacutenica 113 41 108 114 31 123 115 26 150 116 40 150

170 911 68 + 118 37 235 119 35 240 121 38 48 122 27 43 123 30 30 124 32 55 125 213 47 128 46 275 129 58 390 130 65 43 0 139 65 430 140 41 230 145 52 285 149 50 130 154 54 163 169 44 38

33

Suelo N Arcilla 7t CIC

Suelos con 000--099 de materia orgaacutenica

170 44 68

172 24 85

173 28 78

174 26 93

189 46 42

192 62 133

Suelos con 100--199 de materia orgaacutenica

120 29 68

127 46 283

135 71 485

136 70 485

138 42 338

14iquest 60 495

143 34 600

148 45 110

153 53 185

156 46 188

165 42 100

166 49 105

168 38 65

177 44 105

178 38 90

181 36 105

188 33 50

191 50 123

34

TAB LA 11 - ( Cont )

Suelo Nordm Arcilla CLC

Suelos con 200--299 de materia orgaacutenica

109 15 150 110 19 160 111 19 150 112 lti 210

gt-shy

----Suelo Nmiddot Arcilla CIC

orgaacutenica

a

TABLA 11 - ( Cont )

Suelo Ndeg Arcilla CLC

Suelos con 200-299 de materia orgaacutenica

109 15 150 110 19 160 111 19 150 112 16 210 132 58 228 134 70 550 144 51 230 157 42 208 164 38 125 157 22 68 171 16 102 175 34 113 176 38 130 180 33 133 193 8 78

Suelos ron maacutes de 3000 de materia orgaacutenica

108 14 160 131 13 323 13i 39 403 141 51 560 147 39 150 152 45 228

Suelo N Arcilla r~ CLC

155 1i 275 158 45 iquest32 159 340 161 40 390 179 )-J 125 187 22 6U 190 28 175

35

dad de intercambio y el porcentaje de arcilla de los suelos agrupados de

acuerdo con el contenido de materia orgaacutenica

A pesar de que el anaacutelisis estadiacutestico es altamente significativo para

la correlacioacuten CIC - arcilla (Tabla N~ 12) la comparacioacuten de los

datos individuales deja ver notables variaciones entre suelos con igual

contenido de arcilla (dentro de un mismo grupo de contenido de mashy

teria orgaacutenica) como sucede en los suelos 117 Y 124 (con menos de 170 de materia orgaacutenica) en los cuales el primero tiene una CIC de

185 melOO g y el segundo 55 meIOO g Esto sugiere que la CIC

de cationes depende no soacutelo del contenido total de arcilla sino de la nashy

turaleza cristalina de dicha fraccioacuten

TABLA 12 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de arcilla de los suelos

Contenido de

materia orgaacutenica N de Coeficiente de

() suelos correlacioacuten ( Cr)

De 000--099 27 0879

De 100-199 18 0844 De 200-299 15 0929 +~

Maacutes de 300 13 0932 N

Altamente significativo

36

C - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES Y CONTENIDO DE

MATERIA ORGANICA

La contribucioacuten que hace la maacuteteria orgaacutenica a la capacidad total de intercambio de los suelos un a~pecto que alm no sale del terreno de las generalizaciones por cuanto la complejidad de su composicioacuten y su grado de descampo cioacuten imoideu cstah Iiacute ii Afini N bullbull

sos investigado materia orgaacute a~iacute para est materia orgaacute tercambio d( del 30 al 60 bido a la ma

A cantil intercambio Colombia (1

TABLA 13 - I

I I

dad de intercambio y el porcentaje de arcilla de los suelos agrupados de

acuerdo con el contenido de materia orgaacutenica

A pesar de que el anaacutelisis estadiacutestico es altamente ignificativo para

la correlacioacuten CIC - arcilla (Tabla N~ 12) la comparacioacuten de los

datos individuales deja ver notables variaciones entre suelos con igual

contenido de arcilla (dentro de un mismQ ~mmo de contenido de mashy

teria orgaacutenica) como ~ -- 1 ~con menos de 170 J ne una CIC de

giere que la CIC

la sino de la nashy

de cationes y

te de

ioacuten

C - CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATI0NES y CONTENIDO DE

MATERIA ORGANICiexcl

La contribucioacuten -que hace la materia orgaacutenica a la capacidad total deacute intercambio de los uelos es un aspecto que auacuten no sale del terreno de las generalizaciones por cuanto la complejidad de su composicioacuten y su grado de descomposicioacuten impiden establecer liacutemites definidos Numeroshysos investigadores han reconocido que la capacidad de intercambio de Il materia orgaacutenica es bastante superior a la de la fraccioacuten inorgaacutenica y asiacute para estudios comparativos preliminares se puede decir que 1 de materia orgaacutenica contribuye con 2 mejl00 g a la capacidad total de inshytercambio de los suelos Igualmente se ha aceptado universalmente que del 30 al 60 de la capacidad total de intercambio de los suelos es deshybido a la materia orgaacutenica

A continuacioacuten se estudia la relacioacuten existente entre la capacidad de intercambio de cationes y el contenido de materia orgaacutenica en suelos de Colombia (Tabla Nq 13)

TABLA 13 - Capacidad de intercambio de cationes y contenido de mashyteria orgaacutenica

Suelo NQ MO CIC

Suelos con 10- 207 de arcilla

160

109 226

108 313

150

110 241 160

111 252 150

112 258 210

155 731 275

171 258 1()~2

193 217 78

7

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N MO CLe - shy

Suc1o~ con 21 - 30 de arcilla

115 020 150 120 116 08 122 037 43 12) 012 30 12S 009 47 167 250 68 172 077 85 171 046 78 174 037 93 I7~1 315 125 187 439 60 190 1193 175

114 116 117 118 119 121 124 137 143 147 159 161 164 168 175 176 178 180 181

Suelos con 11 0

031 014 009 009 029 048 009 359 122 330 332 536 260 182 289 2l3 109 219 111

de arcilla

123 150 185 235 240 48 55

403 600 150 340 390 125 65

113 130 90

133 105

~g

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N~ Mo J1 CLC _ - - _--------- - -shy

Suelos con 4] - 50 de arcilla

068 108

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N MO or CJC

115 120 122 123 125 167

Suelos con 21 - 30 de arcilla

020 116 037 012 009

150 fi8 43 30 47 lt8

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente se debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materia orgaacutenica de los suelos

Contenido de Nuacutemero de Coeficiente de arcilla () suelos correlacioacuten (r)

De 10-20 8 0958 De 21-30 12 0719 De 31-40 19 0749 - De 41-50 19 0798 Maacutes de 51 14 0825

Altament significativo

x7o9y middot71

y 00 783x + 27ro

superficie espechca tofal (m~gs)

Fig6 -Correlacioacuten entre CC y 5uperfiexclcie espeshycifica total en suelos Colombianos

III - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE IfTERCAlfBIO DE CA11O shy

En la Tabla N 15 se r u propiedade u t~ ~ bull

arcill la I

lo~

ah bil in tt qu anal etilcl

TABLA

Suelo NQ La

108 ChocOacute 109 110 111

112 Chocoacute _ 113 114 115 116 117 118 119

120 Chocoacute - Q 121 122 123 124 125 126 ~ 127 Boliacutevar (Serid 128 Navas Toluacute ~ 129 130

131 Boliacutevar ( Seri 132 Turbaco 133

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente e debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materi - los suelos

de (r)

)(shy

1II - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE INTERCAllfBIO DE CATIONES

En la Tabla N 15 se resumen los resultados obtenidos para estas dos propicdades en todos los suelos estudiados junto con los porcentajes de arcilla y materia orgaacutenica En la Figura N 6 se muestra la relacioacuten entre la capacidad de intercambio de cationes y superficie especiacutefica total de los suelos El anaacutelisis estadiacutestico mostroacute una alta correlacioacuten positiva y altamente sio-nificativa entre estas dos variables lo cual sugiere la posishybilidad de que la retencioacuten del glicol es una funcioacuten de la capacidad de intercambio Asiacute mismo debido a la alta correlacioacuten se puede deducir que la densidad de carga por unidad de aacuterea es bastante uniforme Cabe anotar que jIortland (46) tambieacuten encontroacute una alta correlacioacuten entre etileno glicol retenido y capacidad de intercambio de cationes

TABLA 15 - Etileno glicol retenido superficie especiacutefica total y capacidad de intercambios cationes de suelos colombianos

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad R etenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica Nmiddot Localidad cm rngg m~g ccIOOg

108 Chocoacute - Tadoacute 0-90 407 127 160 14 313 109 90-135 432 137 150 15 226 liD 135-175 444 145 160 19 241 111 175-255 345 109 150 19 252

112 113

Chocoacute _ (Riacuteo Guiacutea) 0-20 20-60

624 435

203 Icfa

~ 10 108

16 91

258 068

114 60middot 120 825 268 123 31 031 115 120-200 534 190 150 26 020 116 200-400 694 229 150 40 014 117 400-500 818 269 IB5 1 2 009 118 500middotX 855 279 235 37 009 119 650 798 258 240 35 029

120 Chocoacute - Quibdoacute 0middot40 235 70 68 29 116 121 40middot90 163 50 48 ~8 048 122 90-200 157 48 +3 27 037 123 200-300 294 87 30 30 012 124 300-500 302 192 55 32 009 125 500-800 289 96 17 28 009 126 800middotX

127 128

Boliacutevar (ISerie Navas - Toluacute

0-30 30-55

982 1000

325 333

283 275

46 46

1 56 046

129 55-75 1410 479 390 58 060 130 75-100 1575 5f2 435 65 049

13 Boliacutevar - (Serie 0-30 1127 374 323 53 380 132 Turbaco 30-50-70 789 257 228 58 218 133 40middot70-X

tI

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N MO CLe - shy

Suc1o~ con 21 - 30 de arcilla

115 020 150 120 116 08 122 037 43 12) 012 30 12S 009 47 167 250 68 172 077 85 171 046 78 174 037 93 I7~1 315 125 187 439 60 190 1193 175

114 116 117 118 119 121 124 137 143 147 159 161 164 168 175 176 178 180 181

Suelos con 11 0

031 014 009 009 029 048 009 359 122 330 332 536 260 182 289 2l3 109 219 111

de arcilla

123 150 185 235 240 48 55

403 600 150 340 390 125 65

113 130 90

133 105

~g

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N~ Mo J1 CLC _ - - _--------- - -shy

Suelos con 4] - 50 de arcilla

068 108

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N MO or CJC

115 120 122 123 125 167

Suelos con 21 - 30 de arcilla

020 116 037 012 009

150 fi8 43 30 47 lt8

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente se debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materia orgaacutenica de los suelos

Contenido de Nuacutemero de Coeficiente de arcilla () suelos correlacioacuten (r)

De 10-20 8 0958 De 21-30 12 0719 De 31-40 19 0749 - De 41-50 19 0798 Maacutes de 51 14 0825

Altament significativo

x7o9y middot71

y 00 783x + 27ro

superficie espechca tofal (m~gs)

Fig6 -Correlacioacuten entre CC y 5uperfiexclcie espeshycifica total en suelos Colombianos

III - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE IfTERCAlfBIO DE CA11O shy

En la Tabla N 15 se r u propiedade u t~ ~ bull

arcill la I

lo~

ah bil in tt qu anal etilcl

TABLA

Suelo NQ La

108 ChocOacute 109 110 111

112 Chocoacute _ 113 114 115 116 117 118 119

120 Chocoacute - Q 121 122 123 124 125 126 ~ 127 Boliacutevar (Serid 128 Navas Toluacute ~ 129 130

131 Boliacutevar ( Seri 132 Turbaco 133

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente e debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materi - los suelos

de (r)

)(shy

1II - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE INTERCAllfBIO DE CATIONES

En la Tabla N 15 se resumen los resultados obtenidos para estas dos propicdades en todos los suelos estudiados junto con los porcentajes de arcilla y materia orgaacutenica En la Figura N 6 se muestra la relacioacuten entre la capacidad de intercambio de cationes y superficie especiacutefica total de los suelos El anaacutelisis estadiacutestico mostroacute una alta correlacioacuten positiva y altamente sio-nificativa entre estas dos variables lo cual sugiere la posishybilidad de que la retencioacuten del glicol es una funcioacuten de la capacidad de intercambio Asiacute mismo debido a la alta correlacioacuten se puede deducir que la densidad de carga por unidad de aacuterea es bastante uniforme Cabe anotar que jIortland (46) tambieacuten encontroacute una alta correlacioacuten entre etileno glicol retenido y capacidad de intercambio de cationes

TABLA 15 - Etileno glicol retenido superficie especiacutefica total y capacidad de intercambios cationes de suelos colombianos

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad R etenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica Nmiddot Localidad cm rngg m~g ccIOOg

108 Chocoacute - Tadoacute 0-90 407 127 160 14 313 109 90-135 432 137 150 15 226 liD 135-175 444 145 160 19 241 111 175-255 345 109 150 19 252

112 113

Chocoacute _ (Riacuteo Guiacutea) 0-20 20-60

624 435

203 Icfa

~ 10 108

16 91

258 068

114 60middot 120 825 268 123 31 031 115 120-200 534 190 150 26 020 116 200-400 694 229 150 40 014 117 400-500 818 269 IB5 1 2 009 118 500middotX 855 279 235 37 009 119 650 798 258 240 35 029

120 Chocoacute - Quibdoacute 0middot40 235 70 68 29 116 121 40middot90 163 50 48 ~8 048 122 90-200 157 48 +3 27 037 123 200-300 294 87 30 30 012 124 300-500 302 192 55 32 009 125 500-800 289 96 17 28 009 126 800middotX

127 128

Boliacutevar (ISerie Navas - Toluacute

0-30 30-55

982 1000

325 333

283 275

46 46

1 56 046

129 55-75 1410 479 390 58 060 130 75-100 1575 5f2 435 65 049

13 Boliacutevar - (Serie 0-30 1127 374 323 53 380 132 Turbaco 30-50-70 789 257 228 58 218 133 40middot70-X

tI

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 13 - (Cont )

Suelo N MO or CJC

115 120 122 123 125 167

Suelos con 21 - 30 de arcilla

020 116 037 012 009

150 fi8 43 30 47 lt8

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente se debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materia orgaacutenica de los suelos

Contenido de Nuacutemero de Coeficiente de arcilla () suelos correlacioacuten (r)

De 10-20 8 0958 De 21-30 12 0719 De 31-40 19 0749 - De 41-50 19 0798 Maacutes de 51 14 0825

Altament significativo

x7o9y middot71

y 00 783x + 27ro

superficie espechca tofal (m~gs)

Fig6 -Correlacioacuten entre CC y 5uperfiexclcie espeshycifica total en suelos Colombianos

III - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE IfTERCAlfBIO DE CA11O shy

En la Tabla N 15 se r u propiedade u t~ ~ bull

arcill la I

lo~

ah bil in tt qu anal etilcl

TABLA

Suelo NQ La

108 ChocOacute 109 110 111

112 Chocoacute _ 113 114 115 116 117 118 119

120 Chocoacute - Q 121 122 123 124 125 126 ~ 127 Boliacutevar (Serid 128 Navas Toluacute ~ 129 130

131 Boliacutevar ( Seri 132 Turbaco 133

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente e debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materi - los suelos

de (r)

)(shy

1II - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE INTERCAllfBIO DE CATIONES

En la Tabla N 15 se resumen los resultados obtenidos para estas dos propicdades en todos los suelos estudiados junto con los porcentajes de arcilla y materia orgaacutenica En la Figura N 6 se muestra la relacioacuten entre la capacidad de intercambio de cationes y superficie especiacutefica total de los suelos El anaacutelisis estadiacutestico mostroacute una alta correlacioacuten positiva y altamente sio-nificativa entre estas dos variables lo cual sugiere la posishybilidad de que la retencioacuten del glicol es una funcioacuten de la capacidad de intercambio Asiacute mismo debido a la alta correlacioacuten se puede deducir que la densidad de carga por unidad de aacuterea es bastante uniforme Cabe anotar que jIortland (46) tambieacuten encontroacute una alta correlacioacuten entre etileno glicol retenido y capacidad de intercambio de cationes

TABLA 15 - Etileno glicol retenido superficie especiacutefica total y capacidad de intercambios cationes de suelos colombianos

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad R etenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica Nmiddot Localidad cm rngg m~g ccIOOg

108 Chocoacute - Tadoacute 0-90 407 127 160 14 313 109 90-135 432 137 150 15 226 liD 135-175 444 145 160 19 241 111 175-255 345 109 150 19 252

112 113

Chocoacute _ (Riacuteo Guiacutea) 0-20 20-60

624 435

203 Icfa

~ 10 108

16 91

258 068

114 60middot 120 825 268 123 31 031 115 120-200 534 190 150 26 020 116 200-400 694 229 150 40 014 117 400-500 818 269 IB5 1 2 009 118 500middotX 855 279 235 37 009 119 650 798 258 240 35 029

120 Chocoacute - Quibdoacute 0middot40 235 70 68 29 116 121 40middot90 163 50 48 ~8 048 122 90-200 157 48 +3 27 037 123 200-300 294 87 30 30 012 124 300-500 302 192 55 32 009 125 500-800 289 96 17 28 009 126 800middotX

127 128

Boliacutevar (ISerie Navas - Toluacute

0-30 30-55

982 1000

325 333

283 275

46 46

1 56 046

129 55-75 1410 479 390 58 060 130 75-100 1575 5f2 435 65 049

13 Boliacutevar - (Serie 0-30 1127 374 323 53 380 132 Turbaco 30-50-70 789 257 228 58 218 133 40middot70-X

tI

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente se debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materia orgaacutenica de los suelos

Contenido de Nuacutemero de Coeficiente de arcilla () suelos correlacioacuten (r)

De 10-20 8 0958 De 21-30 12 0719 De 31-40 19 0749 - De 41-50 19 0798 Maacutes de 51 14 0825

Altament significativo

x7o9y middot71

y 00 783x + 27ro

superficie espechca tofal (m~gs)

Fig6 -Correlacioacuten entre CC y 5uperfiexclcie espeshycifica total en suelos Colombianos

III - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE IfTERCAlfBIO DE CA11O shy

En la Tabla N 15 se r u propiedade u t~ ~ bull

arcill la I

lo~

ah bil in tt qu anal etilcl

TABLA

Suelo NQ La

108 ChocOacute 109 110 111

112 Chocoacute _ 113 114 115 116 117 118 119

120 Chocoacute - Q 121 122 123 124 125 126 ~ 127 Boliacutevar (Serid 128 Navas Toluacute ~ 129 130

131 Boliacutevar ( Seri 132 Turbaco 133

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente e debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materi - los suelos

de (r)

)(shy

1II - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE INTERCAllfBIO DE CATIONES

En la Tabla N 15 se resumen los resultados obtenidos para estas dos propicdades en todos los suelos estudiados junto con los porcentajes de arcilla y materia orgaacutenica En la Figura N 6 se muestra la relacioacuten entre la capacidad de intercambio de cationes y superficie especiacutefica total de los suelos El anaacutelisis estadiacutestico mostroacute una alta correlacioacuten positiva y altamente sio-nificativa entre estas dos variables lo cual sugiere la posishybilidad de que la retencioacuten del glicol es una funcioacuten de la capacidad de intercambio Asiacute mismo debido a la alta correlacioacuten se puede deducir que la densidad de carga por unidad de aacuterea es bastante uniforme Cabe anotar que jIortland (46) tambieacuten encontroacute una alta correlacioacuten entre etileno glicol retenido y capacidad de intercambio de cationes

TABLA 15 - Etileno glicol retenido superficie especiacutefica total y capacidad de intercambios cationes de suelos colombianos

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad R etenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica Nmiddot Localidad cm rngg m~g ccIOOg

108 Chocoacute - Tadoacute 0-90 407 127 160 14 313 109 90-135 432 137 150 15 226 liD 135-175 444 145 160 19 241 111 175-255 345 109 150 19 252

112 113

Chocoacute _ (Riacuteo Guiacutea) 0-20 20-60

624 435

203 Icfa

~ 10 108

16 91

258 068

114 60middot 120 825 268 123 31 031 115 120-200 534 190 150 26 020 116 200-400 694 229 150 40 014 117 400-500 818 269 IB5 1 2 009 118 500middotX 855 279 235 37 009 119 650 798 258 240 35 029

120 Chocoacute - Quibdoacute 0middot40 235 70 68 29 116 121 40middot90 163 50 48 ~8 048 122 90-200 157 48 +3 27 037 123 200-300 294 87 30 30 012 124 300-500 302 192 55 32 009 125 500-800 289 96 17 28 009 126 800middotX

127 128

Boliacutevar (ISerie Navas - Toluacute

0-30 30-55

982 1000

325 333

283 275

46 46

1 56 046

129 55-75 1410 479 390 58 060 130 75-100 1575 5f2 435 65 049

13 Boliacutevar - (Serie 0-30 1127 374 323 53 380 132 Turbaco 30-50-70 789 257 228 58 218 133 40middot70-X

tI

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

Aquiacute tambieacuten se presenta una alta correlacioacuten entre dichos variables y variaciones similares a las estudiadas en los casos anteriores Se puede por lo tanto pensar que al estudiar el efecto de la materia orgaacutenica en la CLC de los suelos no solamente e debe considerar la cantidad total presente sino tambien su naturaleza en lo que se refiere a composicioacuten y grado de descomposicioacuten

TABLA 14 - Correlacioacuten entre capacidad de intercambio de cationes y porcentaje de materi - los suelos

de (r)

)(shy

1II - SUPERFICIE ESPECIFICA TOTAL DE LOS SUELOS

Y CAPACIDAD DE INTERCAllfBIO DE CATIONES

En la Tabla N 15 se resumen los resultados obtenidos para estas dos propicdades en todos los suelos estudiados junto con los porcentajes de arcilla y materia orgaacutenica En la Figura N 6 se muestra la relacioacuten entre la capacidad de intercambio de cationes y superficie especiacutefica total de los suelos El anaacutelisis estadiacutestico mostroacute una alta correlacioacuten positiva y altamente sio-nificativa entre estas dos variables lo cual sugiere la posishybilidad de que la retencioacuten del glicol es una funcioacuten de la capacidad de intercambio Asiacute mismo debido a la alta correlacioacuten se puede deducir que la densidad de carga por unidad de aacuterea es bastante uniforme Cabe anotar que jIortland (46) tambieacuten encontroacute una alta correlacioacuten entre etileno glicol retenido y capacidad de intercambio de cationes

TABLA 15 - Etileno glicol retenido superficie especiacutefica total y capacidad de intercambios cationes de suelos colombianos

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad R etenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica Nmiddot Localidad cm rngg m~g ccIOOg

108 Chocoacute - Tadoacute 0-90 407 127 160 14 313 109 90-135 432 137 150 15 226 liD 135-175 444 145 160 19 241 111 175-255 345 109 150 19 252

112 113

Chocoacute _ (Riacuteo Guiacutea) 0-20 20-60

624 435

203 Icfa

~ 10 108

16 91

258 068

114 60middot 120 825 268 123 31 031 115 120-200 534 190 150 26 020 116 200-400 694 229 150 40 014 117 400-500 818 269 IB5 1 2 009 118 500middotX 855 279 235 37 009 119 650 798 258 240 35 029

120 Chocoacute - Quibdoacute 0middot40 235 70 68 29 116 121 40middot90 163 50 48 ~8 048 122 90-200 157 48 +3 27 037 123 200-300 294 87 30 30 012 124 300-500 302 192 55 32 009 125 500-800 289 96 17 28 009 126 800middotX

127 128

Boliacutevar (ISerie Navas - Toluacute

0-30 30-55

982 1000

325 333

283 275

46 46

1 56 046

129 55-75 1410 479 390 58 060 130 75-100 1575 5f2 435 65 049

13 Boliacutevar - (Serie 0-30 1127 374 323 53 380 132 Turbaco 30-50-70 789 257 228 58 218 133 40middot70-X

tI

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

1

TABLA 11 - ( Cant)

Etileno Superficie Capacidad Glicol Especiacutefica de Materia

Suelo Profundidad Retenido Total Int de cato Arcilla Orgaacutenica N LocalidaCl cm mgg m2g ccIOOg

134 -Boliacutevar (Serie 0-20 1873 644 550 70 219 135 Yurbaco 20-50 1830 62-1- 485 71 184 136 50-100 1890 645 485 70 106

137 Boliacutevar - Serie O-lO 1375 middot1-58 403 39 359 138 Sinceriacutean - Perfil 10-20 1226 483 338 42 153 139 55-100 540 145 193 43 051 140 55-100 540 177 230 41 031

-----_ 141 Boliacutevar - Serie 0-40 1412 ~38 560 51 311 142 Toluacuteviejo 40-70 1366 l54 +95 60 143 143 70middot100 1202 +71 600 34- 122

- -__---------_ 144 145 146

Fredonia Remolino

(Ant ) arcilloso

0-25 25-75 75-X

893 931 967

293 ~05 321

230 285 340

51 52

275 051

147 148 149 150 151

Fredonia (Ant) Corcovado franco cilloso

arshy0middot30

30-55 55-200

200middot400 JOOmiddotX

97 3 880 -1-40 280 476

~12 282 147 88

152

150 110 130 107 70

39 45 50

330 104 068

152 153 154

Fredonia middotGarrucha

(AnL) arcilloso

0-30 30-70 70-X

643 534 558

210 173 181

228 185 163

45 53 54

437 109 065

155 156 157

Fredonia Sandalia

(Ant) franco

0-30 30-70 70X

771 617 735

256 203 242

275 188 208

17 46 42

731 136 236

158 159 160

Atlaacutentico _ San nando arcilloso

Ffrshy 0-20 20-60 60-X

810 540 1600

iquest56 l95 511

232 HO 390

45 36

372 332

61 162 163

Atlaacutentico bull Pto raldo arcilloso

Gi 0middot60 60-90 90middotX

1692 1785 1738

542 574shy511

390 395 390

40 536

164 165 166

Meta - Bodega Franco - arcilloso

0-30 30-50 50X

591 268 220

178 82 66

125 100 105

38 42 49

260 173 122

167 168 169 170

Meta Franco

Pamitos 015 15-40 40-70 70-X

284 230 22 0 200

90 75 72 fi5

68 65 38 68

22 38 44 44

250 82 099 075

171 172 173 174

Metamiddot Macarcnlaquo Franco

010 10middot30 30-70 70-X

200 165 140 200

64 53 iexclfi 65

102 85 78 93

16 24 28 26

258 077 046 037

175 176 177 178

Mmiddoteta - Gibrahar Franco arcilloshyso arenoso

0-15 15-40 40-70 70-100

535 543 590 480

170 177 188 155

113 130 105 90

34 38 44shy38

289 213 136 109

TABLA 15 - (Cant )

--shy

Suelo Ndeg Localidad

Profundidad cm

Etileno Glicol

RItltllido mgiexcl

Superficip Clpacid ~ Especiacutefica de

Total Int de cat m~g- cbull-100iexclr

------Matel

Arcilla Orgaacuten

~ --------_

179 180 181

Meta Cantildeo do - Franco

Honmiddot

-)0 l 5 li 31

bull

182 183 184 185 186 187 188 189

Florida (Narintildeo

Amazonas Villa Mirantildea

190 191 192

Amazonas Seri e Ohagra de Virgil

193 194 195

Amazonas Serie - Yariacute

197 198 199

Palmira (Valle1 Perfil Ndeg I

200 201 202 203 204

Palmira Perfiacutemiddot1

(Valle)

205 206 207

Riacuteo Guaviare

208 209 210 211

Sabana d e Bogo Serie - Guachan

212 213

214

196

Espina-l (TolilTIJ Perfi1 j Diatamiacuteta de

Isla Gorgona

~

Con el fin d estudiadas se a seguacuten el factor

1 - Muest aacuteridos Atlaacutent

42

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

-

- -

-

--

--

----

--

- -- -

TABLA 15 - (Cont)

Etileno Superfi cie Capacidaltl Glicol Especiacutefica de M a teria

Suelo Profun didad Retenido Total In de cato Arcilla OrgaacutenicaNQ Localidad cm mgg m2 g cc IOOg

shy134 Boliacutevar - (Serie 020 iacute50 70 219 135 Yurbiexcl-o 5 71 184 70 106

39 359 42 153 +3 051 41 031

51 3 11 60 143 34 122

f--shy51 275 52 051

39 330 45 104 50 068 -

4 5 437 53 109 54 065

17 731 46 136 42 236

45 372 36 332

40 536

38 260 42 173 4 9 122

22 250 38 182 44 099 44 075

16 258 24 077

8 046 6 037

4 289 8 213

136 109

I

TABLA 15 - ( Cont )

--shyEtileno Superfi c i~ Cilpilcidald Glicol Especiacutefica d e Materia

Suelo NQ Localidltrd

Profun didad cm

Retenido mg g

Total m2g

Int de cal ee IOOg

Arcilla O

Orgaacutenica

179 Meta Cantildeo Hon middot 0- 35 n o 23[1 15 25 31) 180 d o - Franco 35-60 45 0 H l 133 33 2 19 181 60-110 292 97 105 36 111

182 Florida (Narintildeo ) 0-30 1190 3 eacutet~ 3 10 183 30-60 1164 3 18 184 60middot85 1047 138 05 185 85-100 1410 f37 280 186 100-200 187 Amazona 0-5 250 80 60 2~ L39 IB8 Villa Mirantildea 5-30 250 80 i 0 33 183 189 30-X 24 0 7(- L2 +6 081

190 Amazonas - Serie O-50 720 230 175 28 1193 191 Ohaira de Virgilio 5-30 +25 13 1 123 50 143 192 30-X 23 ~ 73 133 62 038

19J Amazonas 0-30 232 73 78 8 217 194 Serie - Yariacute 30-50 34 l 11 0 83 195 50-X 365 I I i 108

197 Palmira (Valle) 0-30 500 159 200 198 Perfil N deg I 30-50 390 12 1 153 199 50-80 27 0 88 90

200 Palmira (Valle) 0-25 54 0 176 238 201 Perfil 25-50 610 196 280 202 50-70 42 0 1 1 16 3 203 70 -90 280 93 +3 204 70-X 20 3 65 25

205 Riacuteo Guaviare 0-20 270 88 95 206 20-50 402 126 100 207 50-X 380 12 3 IL3

208 Sabana de Bogotaacute 0-40 184 61 88 209 Serie - Guachancipaacute 40-75 470 15 2 135 210 75-95 20 0 6~ 60 211 95-X 425 114 120

2 12 Espinal (Tolima ) O-lO 148 46 50 21 3 Perfa 10-25 775 N7 2 10

214 Diata mita de Cart 250 771 80

196 Isla Gorgona 0-30 640 OJ 135

Con el fin de observar la influencia del clima sobre las dos variables estudiadas se agruparon todas las muestras en dos divisiones principales seguacuten el factor climaacutetico de Lang (precipitatioacutenjternperatura)

I - Muestra con factor de Lang menor de 60 (suelos semiaacuteridos a aacuteridos) a las cuales corresponden las localidades de Boliacutevar Atlaacutentico Valle Tolima y Gorgona

middot13

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (V eacuteanse Figu ras Nos 7 y 8)

supGrticiG cspGcifica (mgS)

Figmiddot7- Correlacioacuten cc vs superfici e e spcshyc iexcliexcliexclca en sueos con factor de Lang menor de 60

Al comparar las medias para etileno glicol retenido y ele entre los dos grupos anteriores se observa que los suelos con factor de Lang menos de 60 tienen mayor capacidad de intercambio (Xl = 295 melOO g) y mayor retencioacuten de etileno glicol (Y1 = 3365 m2g) quc los suelos con factor de Lang mayor de 60 X 2 = 125 Y Y2 = 1457 Lo anterior se explica como debido a la mayor meteorizacioacuten a que han estado sometidos los materiales de los suelos bajo un reacutegimen climaacutetico de altas temperaturas y elevadas precipitaciones lo cual da lugar a la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una baja actividad superficial En cambio las altas temperaturas y baja pluviosidad de los suelos con factor de Lang menor de 60 han dado lugar a un medo propicio para la formacioacuten de un tipo de coloide caracterizado por una alta actividad superficial Al respecto cabe mencionar que la mayoriacutea de los cientiacuteficos de Estados Unidos reconocen que los suelos de las reshygiones aacuteridas y semiaacuteridas s caracterizan por la presencia de montmoshyrillonita un mineral de alta actividad superficial (22) lo cual confirma en parte los resultados obtenidos

44

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos princiP propiedad de

Primera

Por ser nes maacutes deta se fundamen

1 - Ya ele dest

Uumljo ~

~IO shyltJ

E shy

o I 0 0

r Irlg

gina

pie tena aprol JOve

lde g~ y are

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

2 - Muestras con factor de Lang mayor de 60 (suelos semi huacutemedos a super huacutemedos) a las cuales corresponden las localidades de Antioquia Chocoacute Sabana de Bogotaacute Llanos Orientales y Amashyzonas (Veacuteanse Figuras Nos 7 y 8 )

o

o o

110 Ua

y CIC entre ctor de Lang (Xl = 295

365 m 2 g) Yz = 1457

a que han n climaacutetico lugar a la

actividad ad de los

IV - TIPO GENERAL DE ARCILLA DE ALGUNOS SUELOS DE COLOMBIA

La siguiente caracterizacioacuten tentativa del tipo general de arcilla se basa en las propiedades de retencioacuten de etileno glicol y capacidad de inshytercambio de cationes En la primera parte se utiliza la retencioacuten total de etileno glicol la cual se compara cun los valores calculados para los tres tipos principales de arcilla en la segunda parte se hace uso de la propiedad de expansioacuten de algunas muestra quemadas y no quemadas

Primera IJarte

Por ser este un estudio preliminar que sirva de base a investigacioshyIles maacutes detalladas es conveniente establecer primero los supuestos en que se fundamenta

1 - Ya que las determinaciones tanto de etileno glicol retenido como CIC se hicieron sobre muestras de suelo a las cuales no se les destruyoacute la materia orgaacutenica ni se les alteroacute el contenido orishy

tri o Ol

~IO 00 shyQ)

~ shy

o o e ee

6 no 160 tlo bull o u 01

superfc ir] especifico (mgsJ

Fig 8-CorrGlacioacuten CIC vs supGrficiG Gspeshyc iiexclca en SUGlos con factor de Long mayor de 60

ginal de cationes intercambiables Se considera que tales proshypiedades residen uacutenicamente en la fraccioacuten arcilla y en la mashyteria orgaacutenica de los suelos (Aunque lo anterior es bastant- aproximado no hay que descartar la posibilidad - para futuras investigaciones- de la contribucioacuten que hacen a la retencioacuten de glicol y CIC de los suelos la presencia de las fracciones limu y arena )

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con c-~te constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - tan abundantes en algunos de dichos ~lIclos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etiJeno glicol en la ClC)

4 Uno por ciento de materia orgamca contribuye con 7 m2 g a la superficie epeciacutefica total de los suelos lo cual equivale a 21 mgg de glicol total retenido por el sucIo aproximadamente

A continuacioacuten se detalla la forma como se hicieron los caacutelculos pashyra establecer el tipo general de arcilla

Con los datos de etiello glicol retenido en mgg de suelo y de capacidad de intercambio de cationes en me 100 g de sueloacute se calculoacute el ctileno glico) retenido en mgg de arcilla y la crc ell me I no g de arcilla a partir del contenido de arcilla y de materia orgaacutenica de los suelos ( Veacutease Tabla N( 16)

B - Se prepararon tablas patrones ( Nos 17 y 18 ) de mezclas d los tres tipos generales de arcilla a los cuales se les calculoacute el ctileno glicol retenido y la CIC partiendo de la base de que la montmorillonita tiene una retencioacuten de glicol de 250 mgg y una ClC de 80 me IOO g la ilita de 50 mgg y 30 mel00 g y la caolinita de 10 mgg y O mel00 g

c - Se compararon los valorts de A con los de B y se determinoacute el tipo general de arcilla

Con un ejemplo se clarifica mejor lo expuesto hasta aquiacute

Etileno glicol Cle retenido me100 g materia

Suelo mgg de suelo de suelo arcilla orgaacutenica

127 982 283 46 156

46

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elc como iacutendice del tipo crencral dlt- arcilla en sudos Colombianos

lgt

Eti1-1 ele Tipo eneral de

Suelo

108 109 JIO 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 127 128 129 130 131 132 134 135 136

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

2 - La capacidad de intercambio de cationes de la materia orgaacutenica es de 2 me por cada 1 de tal constituyente (Este valor es bastante arbitrario si se repasa lo que se mencionoacute en otra parte del estudio en relacioacuten con este constituyente del suelo)

3 - La fraccioacuten arcilla de los suelos estaacute compuesta por una mezcla de 2 o los 3 tipos principales de arcilla montmorillonita ilita y caolitinia (Como consecuencia del casi total desconocimiento que se tiene sobre la composicioacuten y propiedades de los oacutexidos hidratados de Fe y Al - - tan abundantes en algunos de dichos ~uelos- se descarta inicialmente para cualquier consideracioacuten la influencia que puedan tener en la retencioacuten de etileno glicol y en la CIC )

4 - - Uno por ciento el la sn -

middotbuye con 7 m2g o cual aproximadamente n los caacutelculos pa-

g de suelo y de

Te

e

middot a equivale a

100 g de sueld rcilla y la CIC de arcilla y de

16 )

mezclas dt es calculoacute el se de que la 50 mgg y 30 mejIOO

TABLA 16 - Valore calculados de etileno glicol retenido y elC como iacutendice del tipo general de arcilla en suelos Colombianos

Etileno glicol CIC Tipo general de retenido melOO ~ arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla ( a )

108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 120 121 122 123 124 125 10 128 129 130 131 132 134 135 136

243 69 21 expandible 256 69 2 1 expandibk 206 58 2 1 expandible 153 52 2 1 expandible 355 99 2 1 expandible 102 23 2 1 no expandible 266 38 2 1 expandible 205 56 2 1 expandible 173 37 2 1 expandible 255 57 2 I expandible 231 63 2 1 expandible

72 15 I 1 no expanqible 40 10 11 no expandible 58 14 I 1 no expandible 98 10 I I no cxpandible 94 17 I 1 no expandible

103 16 I I no expandibk 206 54 2 1 expandiblc 215 57 2 1 expandiblc 224 65 2 1 expandible 240 65 2 1 expandible 197 46 2 1 expandible 128 32 2 1 expandible 261 72 2 1 expandible 252 63 2 1 expandible 266 66 2 1 expandiblc

47

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 16 - (Cont )

Etileno glicol CIC Tipo gencral dc retenido meIOO g arcilla dominante

Suelo mgg de arcilla de arcilla (a)

137 333 84 2 1 expandible 138 284 73 2 1 expandible 139 lOO 42 2 1 expandible 140 130 54 2 1 expandible 141 264 97 2 1 e paacutendiblc 142 228 77 2 1 cxpandible 143 317 169 2 1 expandib1c 144 163 59 (shy 2 1 cxpandible 145 177 57 shy 2 1 cxpandible 147 231 38 ~ 2 1 expandible 148 189 34 middotxmiddot 2 1 xpandible 149 85 40 2 1 expandible 152 122 42 shy 2 1 expandiblc 153 96 41 k 2 1 cxpandible 154 100 26 2 1 expandible 155 362 75 2 1 expandible 156 126 35 iquest I expandiblc 157 163 38 2 1 expandiblc 158 162 35 2 1 cxpandible 159 408 39 2 1 cxpandible 161 394 70 2 1 cxpandible 164 141 19 1 1 no cxpandible ] 65 55 15 1 1 no cxpandible 166 39 16 I 1 no expandible 167 105 8 1 1 no cxpandible 168 50 8 11 no expandible 169 45 4 1 1 no expandible 170 41 12 1 1 no expandible 171 91 31 1 1 no xpandible 172 62 iquest9 1 1 no expandibIe 173 46 24 I 1 no expandiblc 174 73 33 1 1 no cxpandible 175 138 16 11 no expandiblc 176 131 22 I 1 no expandiblc

TABLA 16 - (Cont)

Etileno - Tina llene 1 de re

Suelo mgg

177 178 179 180 181 187 188 189 190 191 192

Estos valora NH adsor~

(+iexcl Valores cal

a) - Caacutelcuiexcl

1 - La ni del e

2 - Rest~ reten

3 - En b nido

b) - Caacutelcl

I - La rl

( 15 2 - Rest

a la

3 - En g d~

c )- Co apr en I de

iexcl

48

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glicol crc retenido mej100 g

Suelo mgjg de arcilla de aroacutelb

Tipo general de arcilla dominante

(a)

expandibc expandiblc expandible expandible cpandibc expandible expamlible cxpandible cxpandible expandibc expandible xpandibc xpandibc xpandibc xpandiblc xpandiblc xpandiblc

pandibIc pandible pandible pandible

expandibc expandible expandible expandible expandible expandible expandible expandible cxpandibc expandibc

xpandible xpandible xpandible

TABLA 16 - (Cont)

Etileno glieol crc Tipo general de retenido mejIOO g reilla dominante

Suelo mgjg de arciJla de arcilla (a )

177 127 17 1 1 no expandible 178 120 17 1 1 no expandible 179 261 24 1 1 no expandible 180 122 27 1 1 no expandible 181 74 23 1 1 no expandible 187 71 7 ( + ) 1 1 no expandible 188 64 8 (+) 1 1 no expandible 189 49 7 (+ ) 1 1 no expandible 190 167 20 (+) 1 1 no expandible 191 79 21 (+ ) 1 1 no expandible 192 36 20 (+ ) 1 1 no expandible

iEstos valores se cakularon con base a la ICle d eterminada por el meacutetodo del NH4 adsorbido

(+ ) Valores calculados con base a 1 meIOO g por ltcada 1 iCle materia orgaacutenica

al - Caacutelculo del etileno glicol retenido mgjg de arcilla

1 - La materia orgaacutenica de dicho suelo contribuye con 32 rngjg del etiIcno glicol retenido (156 X 21 = 32 aprox)

2 - Restado de la retencioacuten total (982 mgjg) da el etileno glicol retenido por la arcilla o sea 95 mgjg

3 - En base a un porcentaje de arcilla de 46 el etil no glicol reteshynido en mg por gramo de arcilla es de 206

b )- Caacutelculo de crc en mej 100 g de arcilla

I - La materia orgaacutenica contribuye con 312 mej 1 00 g de suelo (156 X 2 = 312)

2 - Restado de 283 la ere total quedan 252 que son debidos a la arcilla

3 - En base a un contenido de arcilla de 46 la ere en mejIOO g de arcilla es de 54

e )- Con estos valores se entra a las tablas patrone y se ve que aproximadamente corresponden a los de una mezcla de arcilla en la cual predomina la montmorillonita o mejor una arcilla de tipo 2 1 expandible N se dehe esperar qtl los valores deshy

49

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

terminados correspondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparacioacuten de tales valores solamente da un iacutendice del tipo general de arcilla presente

TABlA 17 - Retencioacuten de etileno glicol por montmorillonita ilita caolishynita y sus mezclas

(M = montmorillonita 1 = ilita e = caolinita)

bull vIinerales aislados Retencioacuten de etileno glicol y sus mezclas mgg de arcilla

Mon tmorillonita 250 ( tipo 2 1 expandible) Ilita gt0 ( tipo 21 no expandible) Caoliniacuteta 10 ( tipo 1 1 no expandible)

~ M 1 on C Valores cltlculados 90 5 5 228 80 10 10 206 70 15 15 184 60 20 20 162 50 25 25 140 40 ~O 30 118 30 35 35 96 20 40 40 74 10 45 45 52 n )0 50 30 O 90 JO 46 O 10 90 14

190

7iacute M 5

C 5 58

70 15 15 74 80 10 10 66 60 20 20 82 50 25 25 90 40 30 30 98 30 3S 35 106 20 40 40 114 10 45 45 122 U 50 50 130 O 90 10 126 O 10 90 34

50

Minerales ailado~ Retencioacuten de ctileno o-ico-iexcl-- shyy sus mezclas

b

mg g de arcilla

roC (gt M ~r 1 90 4 80 70 60 50 40 30 20 10

lJ ()

U

TAHIA

M ineacute

iluumlll Ilita Caolil

90 HU 70 6(J jU

+0 1(iexcl 20 10

()

O O

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

- --

terminados corre pondan estrictamente con los calculados para las diferentes mezclas por cuanto al principio se establecioacute una serie de suposiciones que limitan la exactitud de los resultados La comparaci6n de tales val()re~ solamente da un Iacutendice del tipo general de arcilla presente

TAULA 17 - Retencioacuten de etileno licol DM middotgtltmorillonita ilita caolishyI ita v shy

ndible) expandible) expandible)

Minerales aislado Retencioacuten de etileno o-licol y sus mezclas lgt

mgj g de arcilla

C M J 90 j 5 24 80 10 la 38 70 15 15 -2 60 iquest() 2U 66 50 25 25 80 40 0 30 94 30 35 5 108 20 40 40 122 10 45 45 136 o 50 50 150 o o IU 30 u 10 90 70

TABLA 18 Capacidad de intercambio de clt tion eo de rnontlIlorillonita ilita caoiinita v su- mezcla

( M = montmorillnruta 1 = ilita e = caolinita )

Minerales su aplt cidad de intercambio mezcla~ de ca tiones

mej J00 g dmiddot arcilla Mont morillonita 80 I1ita 30 Caolinita 10

Ir M ( 1 ( C Valores caJculados

90 ) ~) 740 HU 10 10 680 70 1) l) 6205U 20 20 560 jU 5 25 50U40 30 0 4403(iexcl 35 35 38 0 20 40 4(J 120 10 45 45 260

(J 5U 50 200 () 90 IU 280 O 10 90 120

51

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

1 M C

90 5 5 310 80 10 10 330 70 15 15 345 60 20 20 360 50 25 25 375 40 30 30 390 30 35 35 405 20 40 40 420 10 45 45 435 O 50 50 450 O 90 10 730 O 10 90 170

C M 1 Valores calculados

90 5 5 145 80 10 10 190 70 15 15 235 60 20 20 280 50 25 25 325 40 30 30 370 30 35 35 415 20 40 40 460 10 45 45 505 O 50 50 550 O 90 10 750 O 10 90 350

Los resultados anteriores deben tomarse con cierta cautela y consishyderarlos como aproximados por cuanto a ellos se llegoacute por un procedimienshyto algo empiacuterico basado en ciertas supo3iciones Sin embargo esta forma ele proceder pone de presente la nec idad de resolver de acuerdo con nu~tro medio una serie de factores fundamentales que obstaculizan una interpretacioacuten maacute$ juiciosa de los ~uelos del paiacutes Se manifiesta siacute la enorshyme utilidad que se derivariacutea de la aplicacioacuten racional de la retencioacuten de

52

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla N 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formadog bajo un reacutegimen climaacutetico de altas tempera ble en un r Como cual ticos no e condicion pH predor influencia geoloacutegico (

No S(

arcilla en se di3pon tan confir de coloide

Scgu

Se te teria orgaacute quemar l perimentaacute 1 1 no e ctileno gi tipo de ( del tipo iexcl ya que 1 minas de un calen resultadot

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

310 330 345 360 375 390

05 20 35

0

0

0

lores calculados

cierta cautela y consishygoacute por un procedimienshyn embargo esta forma 01 ver de acuerdo con

que ob taeulizan una manifiesta siacute la enorshyal de la retencioacuten de

etileno glicol y capacidad de intercambio de cationes en la caracterizashycioacuten general del tipo de coloide dominante en los suelos

Con base en la tabla NQ 16 se nota cierta tendencia predominante del coloide 2 1 expandible en suelos formados bajo un reacutegimen limaacutetico de altas temperaturas y poca precipitacioacuten y del coloide 1 1 no expandishyble en un clima caracterizado por altas temperaturas y alta precipitacioacuten Como cualquier tipo de arcilla puede ocurrir en uno u otro medios climaacuteshyticos no es de sorprender la presencia del tipo 2 1 expandible auacuten bajo condiciones climaacuteticas extremas ya que si bien es cierto que el lavado y pH predominante durante la descomposicioacuten de las rocas tienen una gran influencia en la formacioacuten de un mineral arcilloso especifico el material geoloacutegico determina en cierto grado la naturaleza del mismo

No se entra a disctuir la posibilidad de formacioacuten de cada tipo de arcilla en las distintas localidades que abarca este estudio por cuanto no se di~pone de registros climaacuteticos geoloacutegicos ecoloacutegicos etc que permishytan confirmar o negar los resultados obtenidos en cuanto al tipo general de coloide hallado

Segunda parte

Se tomaron mu tras del subsuelo praacutecticamente desprovistas de mashyteria orgaacutenica y se determinoacute el etileno alicol retenido antes y despueacutes de quemar a 600deg C tal como se explica en el capiacutetulo Procedimiento exshyperimental De acuerdo con esta determinacioacuten la presencia de arcillas 1 1 no expandibles retendraacuten aproximadamente la mi~ma cantidad de etileno gi1col antes y despueacutes de quemar por cuanto la estructura de este tipo de coloide es fj ja En cambio el etiIeno glicol retenido por arcillas del tipo 2 1 expandible seraacute considerablemente mayor ante de quemar ya que las moleacuteculas polares del reactivo pueden penetrar entre las laacuteshyminagt de la red cristalina lo que no sucede cuando la arcilla se somete a un calentamiento relativamente elevado En la tabla N 19 se anotan los resultados obtenidos

53

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 19 - Etileno glicol retenido por muestras del subsuelo sin quemar v quemadas a 600 deg C y tipo ~eneral d arcilla

Suelo Muestra in M ucstras quemad~ Tipo general N quemar a 600deg C de

mgj de suelo mo-jg de suelo arcilla

11 1 347 175 2 1 expandibJe 118 85 5 187 2 1 pandibk 125 28 240 1 1 no expand o 14~l 440 132 2 1 expandible 154 558 131 2 1 expandible 1fiO 1600 5 24 2 1 expandibk

163 1738 42 2 2 1 expandiblr 166 220 194 1 l no expando 170 200 187 1 1 no expando 174- 200 182 1 1 no expando 17R 480 443 1 1 no expando

189 240 222 1 1 no xpand 19 232 193 1 1 no expando

Los resultados anteriores confirman algunos de los ya obtenidos por omparacioacuten con mezclas patrones de ar ilas

S U lIlARIO y ca CLUSIONFS

El prltgtentc trabajo es Ilna inici ioacuten a l estudio de la actividad sushyperficial de alguno llelOS d Colombia en relacioacuten con ciertas propiedashydes fbica y quiacutemica de In mismo mediante la utilizacioacuten de dos teacutecshynica- recientes de faacutec il aplicacioacuten iexclmismo se sugie re el empleo dr di cha teacutecnjcas como medio para empezar un ludio d e caracter izacioacuten d la- arcillas

Se estudiaron 114 llllleslr de suelo correspondientes a 28 perfile de di lintas lncalidadei de Atlaacutentico Boliacutevar Antioquia Chocoacute Valle Tnlima Narintildeo ClIndinamarca Llanos Orientale~ y Amazonas

Las detenninac ione~ realizadas fueron retencioacuten de etileno icol ror el meacutetodo de Dyal y Hendricks como medida d e la superficie espeshyciacutefica total y capacid ad de intercambio de aliones por medio de titushyla ion conductiomeacutetriec Se clttablecieron correlaciones entre los valoshyre encontrados por cada uno de esto~ meacutetodos y el contenido total de

54

arcilla) materia orgaacute11lca de los lHlo La principal conclusiones fueshyrC l existe una correlacioacuten positiva y altamcnt ignifieativa entre el conshytenido de arcilla y matcria orgaacutenica d e lo sucios y el etiIeno glicol reteshyn ido lo cual sugiere que la superfi cie espeeiacutefic Un f i6 del conshytenido de r shyesta~ cor loide or Ieno gli el cont intercal b io el 1ica s coloide 1 es de 1

E perficie ltug-iexcl ere tiacutecula~

El idad di

(onlroacute (

por u n t ra aque men cli

e en esle ripille di re pa

Se ~

na de tados all carartcril

1 Ravcl

2 3 nOI 4 BovI

5

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

TABLA 19 - Etilcno glicol retenido por muestras del subsuelo sm quemar quemadas a 600 0 C y tipo g-eneral de arcilla

Suelo Muestr~ sin N quemar

mgjg de suelo

I 1 1 347 118 855 125 28

NIuestras quemadas Tipo general a 600degC de

mgjg de suelo arcilla

175 2 1 expandibI 187 2 [ expandibIc 240

149 154

44 ( ~ 1 1 no expando 2 1 expandibIe 2 1 expandibJe 2 I expandible 2 1 expandiblc I 1 no expando I 1 no expando I 1 no expando J 1 no expand 1 1 no expando 1 1 no expando

los va obtenidos por

1() de la actividad sushycon cierta propiedashytilizacioacuten ele dos teacute cshyugicre el empleo do o ele caracterizacioacuten

entes a 28 perfile Chocoacute Valle

de etileno glicol superficie espeshymedio de titushyentre los valoshytenido total de

arcilla) materia orgamca de los middotuclos La principales conclusiones fueshyfe1 existe una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre el conshylenido de arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y el etileno glicol reteshynido lo cual sugiere que la superficie especiacutefica es una funcioacuten del conshytenido de arcilla y materia orgaacutenica Al analizar los datos individuales de e tas correlaciones se sugiere la posibilidad de qUe la naturaleza del coshyloide orgaacutenico e inorgaacutenico determina en alto grado la retencioacuten de etishylena glicol Existe Una correlacioacuten positiva y altamente significativa entre e contenido d arcilla y materia orgaacutenica de los suelos y la capacidad d~ intercambio de catione~ lo cual sugiere que la capacidad de intercamshyb i (~ de caticne~ e~ una funcioacuten del contenido de arcilla y materia orgaacuteshyruacuteca se sugiere tambieacuten la posibilidad de que la naturaleza del tipo de coloide dtermina en alto grado la apacidad de intercambio de ca tioshynts de 105 suelos de Colombia

Exisle una correlacioacuten po~itiva y altamente ~ignificativa entre la sushyperficie especiacutefica total y la capacidad de intercambio de cationes lo cual ~ugiere que esta uacutelti ma propiedad e S una funcioacuten del tamantildeo de las parshytiacuteclllas del suelo v de su naturaleza mineraloacutegica

El clima determina en gran parte la superficie especiacutefica y la capashycidad de intercambio de cationes de los suelos de Colombia y asiacute se enshycontroacute qUe los suelos formado bajo un reacutegimen climaacutetico repr sentado por un factor de Lang menor de 60 exhiben valores muy superiores -pashyr- aquellas dos propiedades- que los de suelos formados bajo un reacutegishymen climaacutetico mayor de 60

Se compararon los valorelt de etileno glicol retenido y CIC obtenidos en este e~tlldio con valor calculados para mezclas de los 3 tipos prinshyripak de arcilla y se enconlroacute que ambas propiedades son un buen iacutenshydice para establecer el tipo general de arcilla de los ~Iclos

Se determinoacute superficie peciacutefica total y superficial epeciacutefica extershyna de varios sub uelos y se ob~crvoacute que se confirmaba parte de los rcsulshytados anteriore se ugiere tambieacuten el empico de ste procedimiento para caracterizar la arcillas

BIDLlOGRAFI

1 Bavcr L D 1930 The reJation of th e amount ancl naturc of cxchang(blmiddot (3shy

tions to the structure 0[ a colloidal chy Soil Sci 29 291-309 2 1948 SoiI Physics John Wiley and SOacute-s New York 370 PP 3 Bolt G H 1955 Ion adsormiddotption in ca ) s Soil St i 79 2(7-276 4 Bow~ r C A and F B Gsthwend 1952 ElbyknL g-Iyeol retention by soils as 1

measure o[ surflce area and interlaycr ~V ClIing Soil middot(i SO( Amer Pror 16 342middot345

5 and ] O Gocrtzcn 1959 Surfacl lrca of soils alld days by on equimiddotlibrium ethylene glycol rriethod Soil Sci 87 289-292

G5

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

6 Bradfield R 1927 T hc satura tion camiddotpacity of co 11 oi-dal clay soils First Int Congo Soil Sci Proc 4 858-86S

7 Brooks C S 1955 Nitrogen acLsolption experiments on several clay minerals Soil Sei 79 331-347

8 Dean L A an-d E ] R~bins 1947 Anion exehangt in soils 1 Exehmgeable phosphorus and th e anlOn exchange capacity Soil Sei 63 377387

9 Dyal R S alld 5 B Hendrieks 1950 Total sudace area of clays in polar limiddot quid s as a cha ractcristie index Soil Sei 69 21-432

10 1952 Fonnation of mixed layer mimiddot nerals by potassium fixation in montmorillon ite Soil Sei So Amer Proc 16 45-48

11 Eornmctt P H S Brunauer and K S Lo e 1938 Thc measurement of sudae arcas of soiJs amI soil colloids by th[ use of low temptra ture van der Waa ls adsorption isothcrms Soil Sei 45 57middot65

12 Coa tes T R et al 1956 Titration of c1ay min ermiddotal Soi1 So lmiddot i 81 371-37S 13 CoJidbelg S ~ an P L Cainey 1955 Role of surface phenoIllena in nitrjfi shy

eatlOn SOlI Sel 80 4 3middot53 14 Conzaacutele~ CarcIacutea S 1959 E studio compa rativo de a lguno meacutetodos de investi middot

gaClon de arcIllas en suelos Anales Edaf F isio V cg 18 723-744 15 Gnm R E 1953 Clay minc ra logy M r Craw HilJ Book Company New York

384 pp 16 Hanna W ] ltand J F Reed 1945 A comparison of ammonium acetate ana

buffered ba rium ehloride methods for determining cation exchange propershyties of limed soils Soil Sc 66 447-458

17 H arward M E and N T Calcman 1954 Sorne propcr ties of H and Al-clays and exchange resins Soil Sei 18 JSII 88

17a Hen in S 1947 ltLe formation des a rgiles et la p eacutedologie C omptes rendus de la Confereacutence de Peacutedalog ie Mediterraneacutecnne Ige r MontpeIli er

18 lIer R K 1955 The eollo id chemist ry of sili ca a nd iiexcli ea te CornelI U nivershysity Press lIhaca New York

19 ]urinac ] ] 1957 The cffec t of cla) min r als and cxchangeable cations on thc aclsorption of ethylenc dibromide vapor Soil Sci Soc Amer Proc 21 599middot602

20 and D H V olman 1957_ Application of the Brunauer Emmett and T ellcr equation to ethylcne dibromide adsorption by soils Soil Sci

83 48 7middot496 21 ------ 19~8 ~hcriexclnod yna mics of cthylenc Jibromide vapor adsorption by

Camontmonllomte middotand CamiddotKaolinitc Soil Sci 86 6-1 2 22 Kdley 1 P a nd W H Dore 1938 Thc clay minerals of California soils Soil

Sei Soc Amer Pro 2 [15-120 23 - - - --- et al 1939 omparative study of the coloids of a Cecil and -Susshy

quehanna soil pr ofile Soil S-ei 47 175-193 24 - - ---- 1948 Cation eltehange in soils R einhold PubIishing Corp N ew

York 144 pp 25 Ko1thoff 1 M and H A Laintinen 1945 pH ancl elec tro titrations John Wishy

ley and Sons lnc New York 26 Kolthof~ 1 M and ~ B Sandell 1956 Textbook of qUantitative inorganic anashy

lyS1S The Macmtla n COI1lpany ew York 27 La i T M M M ~ort1and A Timni ck 1957 Hi h frecuen c) titIa tions of

iCIav mll1emls SOll Ser 83 359-368 28 Low P F 1955 The role of aluminum in the titration of bcntonite Soil Sci

Soe Amer Prac 19 135 29 MaKower B T M Shaw and L T Alexander 1938 Thc s-pecific sudace and

density of Sorne Soils aml their olIoids Soil S cL Soc Amer Proc 2 101middot108 10 M arshall C E and C -A Krinbill 1 42 The c1ays as colloidal electrolytes

Jour Phys IChem 46 1077-1900 31 1948 Ionization of alcium from soil colloids and its bearling on

soil and plant relationships Soi Sci 65 57-68 n 1949 The colloid chemistry of the silicate minerals Ag ronomy

Series Vol 1 Academic Press lnc New York 33 1955 Physicomiddotchemica1 properties of solid-liquid interfaces in soil

systems Soil Sei So- mero Proc 22 486490

56

Martin R T and M B Russel1 1952 Clay minerah of four southern New York soils Soil S ci 74 267middot279

34

_ _ _ ___ 1954 Clay mincrals of fiv- New York soil profiles Soil Sei35 77 389middot399

______ 1955 Ethylene glycol rctention by lays Soil Sci SOl Amer Prac 36 19 IGOmiddot164

Matson S 1926 Tht rclation betwecn the electro kinltic bchaviour and the bashySe exchange capacity of soil colloids ] Alller SOL AgT 18 middot~5S 170

3S

37

______ 1927 The influencc of the exchlIlgeable bases on the colloidal bBhaviour of soil materi als First lnt Congo Soil Sei 2 IS5-2 11

39 Mmiddotc Auliffe C D et al 1947 Exehangc reactions betwecn phospha tes and soi l hydroxylie surfaees of soils min er3s Soil Sei Soco Amer Proc 12 119middot123

4middot0 Mehlich A 1945 Effect of type of soil colloid on ca tion-adsorptio~ capacity IiI nd on exchangeablc hydrogen aml Cllciulll as mtasured by diexcljerent meshytho]s Soil Sclti ampl bull 301--

41 J soils Soil

42 cium un 361middot374

43 M ehra O P potassiur Soil Sci

H interlay Soco Art

~5 Mitra R P city of el

46 Mortland 1gt1 ehemiclll

47 tion e

4S Mortland 80 11 shy

49 Sci So~

50 Nelson R i soils a~

51 O lsen S R adsorptl Soc A

52 Orchiston 1 76 4

53 78

34 Pommer Aacute1

of H-M 55 Pratt P

~ariumiexcl tlOn e~

56 Puri A N of soi

57 Corp

l8 Puri B R of soill

59 Quirk J p tion i

60 Roj as cr~ bio e Quiacutemi

61 Labor1

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

6 BradCield R 1927 Th sa turation capacity oC coUoidal clay soils First Inl Congo Soil Sci Proc 4 858middot868

7 Brooks C S 1955 Nitrogcn adsolption eXperiments on several clay minerals Soil Sci 79 331-347

8 Dean L A and E ] R~bi ns 1947 Anion exchange in soils 1 ExchangeaIYle phosphorus and th amon exchange 9gtacity Soil SeL 63 377387

9 Dyal ~ S and S B Hendrirk I(~ urfaec ana oC clays in palar limiddot QUJrI 421-432

mation oC mixed layer mishySoil Sci So Amer Proe

he mcasurcrncnt of sunare trmperaturc van del Waals

Soimiddot1 Sei 81 371-378 faee ph enomena in nitrifimiddot

Iiexcl-unos m~todos de inves timiddot g 18 723-744 ok Company New York

f ammonium a ee tate ano ca tion exehan~e propershy

crti cs of H and AI-clays

middote Comptes rendus de la ontpellier

silica tes CornelI Univermiddot

Brunaucr Emmett by soils Soil Sei

e vapor adsorption by 12 C CaliCornia soils Soil

Is oC a Ceeil and -Susmiddot

publishing Corp New

titrations John Wishy

itative inorganic anamiddot

ecuen ey titra tions oC

bentonite Soil Sei

speeiCie surCee and r Proc 2 101-108

olloidal eleetrolytes

nd its bearling on

lmiddotnerals Agronomy

interCaces in soil

34 Martiacuten R T and M B Russell 1952 Clay minemls oC Cour southcrn New York soils Soiacutel Sei 74 267-279

35 1954 Clay mincrals oC Cive Ncw York soil proCiles Soil Sci 77 389-399

36 1955 Ethylene glycol rctention by clays Soiacutel Sci Soco Amer Proc 19 160middot164

37 Matson S 1926 The relatiacuteon bctwecn the ecetro kindic bchaviour and the bao se cxcbange capacity oC soil coloids ] Amer Soco Agr 18 458-4 70

38 1927 The influence oC the exchmgeablc bases on the coloidal behaviour oC oil materials First lnl Cong Soil Sei 2 185middot211

39 Me Auliffe C D et a 1947 Exchang reiexclc tiuns betwccn phosphatcs and soil hydroxylic surfaccs oC soils mineras Soil Sei Soco Amer Proc 12 119-123

40 Mehlich A 1945 Effeet of type of soil colloid on cationmiddotadsorption capaeity and on exchangcable hydrogen nnd calcium a~ measurcJ by (Jiexclfferent memiddot thods Soil Sci 60 289-304

41 1948 Dctcrmination 01 cation and allion exchangc properties oC soils Soil Sei 66 429-4+6

42 1952 Effec t of iron and aluruinum oxides on the rclcase oC ealshycium and 311d the cation-anion exchan C properties oC soils Soi1 Sci 73 361-374 1954 z

43 Mehra O P and M L Jackson 1959 Constaney of th e sum of mica unit ceU potassium surCace and intcrlaycr sorption surCa in v rmiculite-illile clays Soi1 Sci Soco Amer Proe 23 101-05

H 1959 Specific surCace dctermination by d uo-interlayer aud monomiddot interlaytr sOlption Cor evrmi eulitc llld montmorillonite analysi s Soil Sei Soco Amer Proc 23 351-354

bull5 Mitra R P and K S Rajagopalan 1952 Orig-in oC the base xchangc capashycity oC c1ays and signiCicance oC its upper Jimiting valuc Soil Sei 73 349middot360

46 Mortland M M 154 Spec iCic surCace ane its relationships to sorne physi al and chemicul properties of soil Soil Scl 78 343-3-l 7

47 and J L~1enor 1954 Conductiometric titrations oC soil for uumll shy

tion exchange capaeity Soil Scicnce Suco Amer Proc 18 363364 48 Mortland M M 1955 Ad sortion of amrnonia by clay and muck Soil Sci

80 11-IR 49 and A E Erickson 1956 Surfac reac tions oC cla minerals Soil

ScL Soc Amer Proc 20 -1-76-479 50 N elson R A and S B Hendricks 1943 SpceiCic surfa e of sorne clay minemls

soi1s and soil colloids Soil Sci 56 ~85-296 51 Olsen S R and F S Wa tanabe 1957 A method to dtt crmine a phosphorus

adsorption maximum oC soil as m casurcd by the 1an~min isotherm Soil Sci Soco Amer Proc 21 144-1 49

52 Orchiston H D 1953 Adsorption of water vapor l Soils at 25 degC Soil Se 76 453-465

53 1954 Adsorption af water vapor 11 Clays at 25 degC Soil Sci 78 463-480

H Pommel A M md D Carro 1960 Interpretation oC potentiornetric titratioll oC Hmiddotmontmorillonite Natule 185 (4 713 595-596

55 Pratt P F and N Holowayehuk 1954 A comparison oC ammonium acctate harium acctalt and buffcred barium chloriacutede lllcthods Cor determinin cashytion exchange eapacity Soil Sei Soco Amer Proc 18 365-368

56 Puri A N and A G Asgha r 1938 Titration curves and disoeia tion constants oC soil c oIlo~ds Soil Sei 45 359-367

iacute7 1949 Soils Their physics and rhemistrr RcinhOld Publishing Corp New York 550 pp

58 Puri B R J Singh and L J Sharma 1955 ciboid valu and surCaee area oC soil separates Soil Sei 79 199-205

59 Quirk J P 1955 SigniCica nec oC surCace areas cac ulatcd from water vapor sorpmiddot tion isotherms by use oC B E T cquation Soi1 Sci 80 423middot430

60 Rojas Cruz L A 1951 Determinacioacuten de la ca pacidad total de bases de ca mmiddot bio en suelos de alto contenido de materia o rgaacutenica Rev Colombiana de Quiacutemica 4 ( 1) 18-25

fj 1 - ---- 1954 Nivel de fertilidad de los suelos de la Saeana de Bogotaacute Laboratorio Quiacutemico Na Bol 1

57

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero

62 Rol B B and S C Das 1952 Elec trochcmi Ga I Properties of H)drogen Clays rrom Inclian Black COllon Soils Soil Sci 74 31 1-358

i3 SChaufclbcr~ r P 1951 La arltIacute lla d los suelos tropi cales Colombia Federacioacuteil 1- lc ion 31 de Cafet eros Bol Tec 1 (5) 29-46

i+ Schu[felen A C Illd C H Edelman 1947 On th origin of sorne clay mineshyrals in soils Compltmiddot rlndus de la Confeacuterenc gt de Peacutedolo ir M editerraneacuteenn( AIger Montpcllilr

65 Sor K and W D K etrlp ro 1959 Est ima tion of h ydra tab1c surface area of soih and elays from the ammoun t of absor ption and re tcntion of ethylenr ~ I ycol Soil Sr i Soco Amer Proc 23 105middot110

APENDICE

Dada la apremiante necesidad de iniciar un estudio aunque seaacute preshyliminar de las arcilla~ de lo suelo~ de Colombia e sugiere el siguiente meacutetodo para una caracterizac ioacuten general d e dichos materiales El proceshydimiento se adapta a cua lqllier tipo de laboratorio de suelos que cuente con los elementos rnaacute~ indispensabl y se pre iexclta tambieacuten a un buen nuacuteshymero de inve-tigaciones relaeionada~ con la actividad superficial de la partiacutecula~ del suelo

Esbozo dt~ un meacutetodo para caracterizacioacuten general de las arcillas_ I - Preparacioacuten de la muestra La~ nlll -tras seCas al aire se tashy

mizan por malla de 2 miliacutemetros y se Jimina en cUas la materia orgaacuteshynica cOn H20~ al 10 Se tratan con H CI 1 N pa ra eliminar el CaC03

presente se dispersan con NHiexcl y se separa la fraccioacuten menor de 2 mishycras por sedimentacioacuten Si e dcea se pueden separar los oacutexidos de Fe por el meacutetodo de Jeffri cs ( oil Sci 68 57) Las a rcillas asi preparadas se saturan con 13a

U - Retencioacuten de Etileno glicol Se determinan las superficies espeshyciacutefica total y externa por el meacutetodo dc Dyal y H endricks descrito en el texto cid trabajo

IU - Capacidad de intercambio de cationes por el meacutetodo de Morthnd y Mellor igualmcnte el ccrito

IV - K~O total tra tamiento con HF extraccioacuten del residuo con Hel y dcterminacioacuten en el fotoacutemetro de llama

Los valor de etileno glicol retenido revelan la presencia de arcishyllas expandiblcs y dd Lipo general 1 1 el contenido de K20 ayuda con ciertas Iimitacionemiddot a descubrir la presencia de ilita

Es muy aconsejable d isponer d minerales arcillosos puros de reshyferencia los cuales sirvan como patrones y con los cuales se pueda preshyparar una se rie de mcz las de los tres tipos principales de arcilla para ser usadas tambieacuten como pa trones cuando las determinaciones se hagan no ya en la fraccioacuten arcilla ~ino en toda la muestra de suelo desprovista de Ylateria orgaacutenica

58

CLAVE PARA LA IDENTIFICACION DE OCHO

VARIEDADES DE L1MON

El L 1 115 ultimiddot comercia l

Excl publicacic lila alor

AspC aparecido dio eip( c escasuuml COl

mental el

El 01 la identifi cripcioacuten J

Probl o nero q lj

feccionar cultivada~ ble coosel cara tere as altern puedf lea

Esta de la Gr

Trabaj niero