Efectos producidos por la eliminación de materia orgánica con

Efectos producidos por la eliminación
de materia orgánica con H2O2 en
algunos minerales de la arcilla
JOSE GARCIA VICENTE
Doctor en Ciencias Fisicoquímicas
Investigador Científico del
Instituto de Edafología y Biología Vegetal
GLORIA FERNANDEZ ARROYO
Doctora en Ciencias Químicas
Colaborador Científico del
Instituto de Cerámica y Vidrio
RESUMEN
Se hace un estudio de los efectos v^oducidos vor la eliminación de
materia orgánica con H.O, en el caolín de Lage, arcilla ilitica de Alcalá
de Henares, feldespato blarico, terra rossa y tierra parda, a las que
se les adicionan cada una de las materias orgánicas: almidón, glucosa
y celulosa. Se mide la variación del pH y se hace un análisis cuantitativo del AIX>, extraído como causa de los tratamientos con HX),.
SUMMARY
A study is made on the effects produced hy the elimination of
organic matter with H^O.^ in the Lage kaolin, an illitic clay from Alcalá
de Henares, white feldspar, terra rossa and brown earth, to which are
added each of the following organic maters: starch, glucose and
cellulose. The change in pH is measured and, a quantitative analysis
of the AIJD. extracted as a cause of the treatment with H.,0., is made.
I.
Introducción
Para caracterizar mineralógicamente una arcilla, bien sea la fracción menor
de dos mieras de un suelo, o un mineral natural de los que técnicamente se denominan así, es necesario someter a la muestra objeto de estudio a una serie
de manipulaciones que pueden alterar su composición. El objeto de este trabajo
consiste en averiguar hasta qué punto es exacta esta suposición.
Un tratamiento previo, que raramente es posible evitar en los horizontes superiores de un perfil de suelo, es la destrucción de la materia orgánica existente,
que perturba el estudio de éstos, por lo que hay que proceder a su eliminación.
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535
EFECTOS
PRODUCIDOS
POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA
ORGÁNICA..
Con este fin se tratan con H^O^, encontrándonos con una disminución acusaad
del pH de la suspensión, cuando éste se determina al final del ataque sin someter a lavados a la muestra.
pH primitivo
pH final
6,14
5,79
3,97
5,44
5,13
5,70
4,49
5,10
4,61
2,86
2,81
3,43
4,02
4,09
3,80
3,16
3,19
2,39
diferencia
3,28
2,98
0,54
1,42
1,04
1,90
1,33
1,91
2,22
Al suspender en 50 ce. de agua el residuo de tratar 1 gr. de muestra se obtienen pH comparables a los de las siguientes soluciones:
pH
pH
CIH
CH3-COOH
CH3-COOH
0,01 N
1
N
0,01 N
2
2,4
3,4
SO,H,
CH3-COOH
CO3H,
0,01 N
0,1 N
satur.
2
2,9
3,8
Se cree que la disminución de pH es debida a los productos de degradación
de la materia orgánica, al ser tratada con H^O^, que en último lugar pueden dar
origen a la formación de ácido acético.
Respecto a los efectos producidos en el suelo por los tratamientos con H^O^
para eliminación de materia orgánica hay distintas teorías. Según S. Sasaki (1)
(que experimentó con suelos de Hokkaido), la materia orgánica del suelo no se
oxida perfectamente con el H.,0^,. Si la concentración del H^O^ es baja se transforma en humato, y si es alta, en CO^. La apreciación de este cambio es distinta
para los diferentes suelos.
El tratamiento con H^O^ no solamente descompone la materia orgánica, sino
también algunas inorgánicas, aunque parcialmente y a veces se crean nuevos minerales inorgánicos.
J. S. Hosking (2) también ha estudiado este tema y cree que en la descomposición de la materia orgánica del suelo por medio del H^O^ influye la con536
BOL. S O C . E S P . CERÁM., VOL. 8 - N.°
5
J. GARCÍA VICENTE Y GLORIA F D E Z . ARROYO
centración de H+ del suelo. Los suelos alcalinos permiten un grado de oxidación
más bajo que los ácidos, en los que es destruida un 90% de la materia orgánica,
por lo que se piensa que la cantidad de materia orgánica oxidada no depende del
suelo, sino que es función de la concentración de H+.
La proporción de materia orgánica oxidada parece ser también función del
contenido en arcilla del suelo.
W. Me Lean (3) dice que la oxidación aumenta al crecer la concentración del H2O2 hasta el 3 % y a partir de ésta varía muy poco al emplear
H2O2 de mayor concentración.
En lo referente a cuáles son los productos resultantes de la oxidación de
la materia orgánica, Sasaki habla de humatos o CO^ y, por el contrario, en las
experiencias llevadas a cabo por V. C. Farmer y B. D. Mitchell (4) se observa
la presencia de oxalatos.
Según estos autores al oxidar la materia orgánica, contenida en las arcillas
del suelo, con H^O^, se forman oxalatos solubles e insolubles, presumiblemente
combinados con el aluminio y hierro, e identificados en forma de oxalato calcico.
Estos oxalatos dan bandas de absorción en el infrarrojo, producen efectos endotérmicos en A.T.D., entre 250'' C y 550" C, empleando atmósfera de nitrógeno, y
exotérmicos si la atmósfera es de oxígeno. Los oxalato-aluminatos y oxalatoferratos solubles, pueden dar lugar al aumento de las cantidades de hierro y
aluminio soluble en las arcillas después de la peroxidación de las arcillas y alterar las propiedades de éstas.
R. T. Martin (5), al hacer el ataque de la materia orgánica con agua oxigenada y estudiar la sustancia resultante por medio del análisis térmico diferencial, observó reacciones extrañas. Investigadas éstas, se encontró con la presencia
de oxalato calcico en las muestras atacadas, el cual presenta un efecto pronunciado en los termogramas y en los diagramas de rayos X. Para asegurarse de
su existencia comparó los diagramas de oxalato calcico, preparado a partir de
ácido oxálico y cloruro calcico, con los obtenidos al estudiar la muestra atacada,
confirmando así la presencia del oxalato calcico.
IL Procedimiento operatorio seguido con todas las muestras
Al obtener las curvas de neutralización de distintos suelos, se observó que
éstas variaban si después de someterlos a los tratamientos con agua oxigenada,
precisos para destruir la materia orgánica, no se realizaba lavado alguno de los
productos residuales.
Los resultados obtenidos indicaban un claro aumento de la acidez. EmpleanSEPTIEMBRE-OCTUBRE 1 9 6 9
537
E F E C T O S P R O D U C I D O S POR LA ELIMINACIÓN D E MATERIA
ORGÁNICA...
do sosa para la determinación de las curvas de neutralización se obtienen resultados semejantes a los que figuran en el siguiente cuadro:
ce. NaOH N/10
añadidos
lavado 0
0.1
0,3
0,5
0,7
sin
lavar 0
0,2
0,5
1
2
3
m. eq. (1) por 100 g.
de suelo
pH
0
1,18
3,54
5,90
8,25
6,14
7,25
7,64
8,72
9,10
0
2,36
5,90
11,79
23,58
35,37
2,86
3,31
3,80
6.14
7
7.96
(1) miliequivalentes de NaOH.
Mhelich ha señalado que aún el tratamiento con soluciones muy diluidas de
ácidos, 0,05N, hace pasar a la solución cantidades considerables de aluminio reticular y, por otra parte, el exceso de ácido es muy difícil de eliminar.
Visto todo esto, se pensó en estudiar las variaciones que podrían sufrir los
minerales de la arcilla al ser sometidos a los distintos tratamientos.
Se han sentado las bases experimentales necesarias para estudiar el efecto
que la destrucción de distintos compuestos orgánicos, en diferentes cantidades,
ejercen en un cierto número de minerales.
Los minerales con los que se ha experimentado inicialmente son la caolinita
y una arcilla ilítica; y las materias orgánicas adicionadas, almidón, glucosa y
celulosa.
Se hizo un estudio de la relación mineral/materia orgánica, que es más conveniente utilizar.
A continuación se vio la forma de organizar el trabajo, estudiando: a) las
relaciones mineral/agua oxigenada; b) número de tratamientos con agua oxigenada, y c) temperatura más aproximada a que se ha de someter la muestra
tratada.
538
BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 8 - N.^ 5
J. GARCIA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
a)
Relaciones mineral I agua oxigenada.
10 g./lO ce. H.O, de 20 volúmenes
10 g./25 ce. ^'[ " '' "
"
10 g./50 ce.
"
" "
"
...
b)
Número de
...
10/10
10/25
10/50
tratamientos.
1
3
5
5
10
10
20.
Con un tratamiento no se consigue prácticamente nada, por lo que se ha
creído innecesario comenzar con un tratamiento y se ha partido de 3 llegando a 20.
c)
Temperaturas.
Las temperaturas que se han utilizado son las de 50"" C y 75" C.
El número de determinaciones realizado por cada mineral y clase de materia
orgánica es el indicado en el cuadro siguiente:
Mineral
Materia orgánica
H^Oo
N.^ de tratamientos
10 g.
10 g.
1,111 g.
3,333 g.
50 ce.
50 ce.
3-5-10-20
3-5-10-20
Temperatura
50« C
75' C
Los centímetros cúbicos de agua oxigenada señalados son para cada tratamiento.
La técnica operatoria seguida con todas las muestras es la que sigue :
I)
Poner 10 g. de mineral más la materia orgánica correspondiente, en suspensión en 50 ce. de agua destilada.
II) Determinación del pH por medio de un pHmetro.
III) Evaporar a sequedad a la temperatura elegida.
IV) Añadir 50 ce. de agua oxigenada de 20 volúmenes.
V) Evaporar a sequedad de nuevo a dicha temperatura.
VI) Poner en suspensión el residuo en 50 ce. de agua destilada.
VII) Determinar el pH.
VIII)
IX)
Repetir de III a VII el número de veces que corresponda a la experiencia.
Evaporar a sequedad a la temperatura elegida.
X)
Poner en suspensión el residuo en 50 ce. de ácido acético 0,1 N y extraer
el líquido rápidamente por centrifugación.
SEPTIEMBRE-OCTUBRE 1 9 6 9
539
EFECTOS
XI)
XII)
XIII)
III.
PRODUCIDOS
POR LA ELIMINACIÓN D E MATERIA
ORGÁNICA...
Repetir el tratamiento cuatro veces más, guardando los líquidos de todas las extracciones.
Lavar el residuo con agua destilada hasta eliminación del ion acético
(tres o cuatro veces).
Analizar en los líquidos, aluminio, hierro, sodio y potasio.
Muestras estudiadas
CAOLÍN DE LAGE
Variaciones sufridas por el pH
Se hizo el estudio de las variaciones sufridas por el pH de la suspensión ael
caolín en agua destilada por efecto de la adición de materia orgánica y posterior eliminación de éste por acción de agua oxigenada de 20 volúmenes.
Se ha trabajado con caolín de Lage como primera muestra, por pensarse que,
al ser este mineral de la arcilla más resistente, si en él se apreciaba alteración en
su composición, con mayor razón la sufrirán otros minerales más fácilmente
atacables.
En la primera serie, los tratamientos con H^O^ de las muestras se han realizado a 50^ C, observándose un acusado descenso del pH (con relación a la suspensión de que se partió) después del primer ataque con agua oxigenada. Cuando el número de tratamientos a que se somete la muestra es pequeño (3 ó 5),
este descenso se aprecia sucesivamente hasta la última medida ; pero cuando lo
aumentamos a 10 ó 20, a partir del quinto o sexto generalmente, el pH se eleva
de nuevo, llegando, en algunos casos, hasta el pH medido en la suspensión primitiva e incluso, como sucede con la muestra 23 (caolín al que se le han agregado 1,111 g. de celulosa), el pH sube hasta 7,5 al llegar al ataque 14 y a partir
de este momento comienza de nuevo a disminuir. Esto hace pensar en reacciones producidas entre los productos de degradación de la materia orgánica y los
elementos liberados.
El tipo de materia orgánica añadido (almidón, glucosa o celulosa) tiene influencia en la variación del pH. Al añadir almidón o glucosa el descenso del pH
después del primer ataque con agua oxigenada es más acusado que al agregar
celulosa.
En todas estas muestras a 50° C se ha utilizado para eliminar la materia orgánica agua oxigenada de 130 volúmenes de la Unión Química Belga, previamente rebajada a 20 volúmenes para su utilización y en la que se ha observado
la presencia de sodio.
Con la segunda serie de muestras se ha trabajado a 75" C. Al hacer las mediciones de pH éstos varían de una forma más acusada, es decir, bajan mucho
540
BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 8 - N.« 5
J. GARCÍA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
después del primer ataque y a continuación comienzan a elevarse, sobre todo
a partir del quinto tratamiento.
El efecto producido por el distinto tipo o cantidad de materia orgánica agregada no parece tener una influencia apreciable en la variación de los pH (tabla I).
TABLA I
Caolín de Lage con 3,333 g, de materia orgánica, atacado a SO"" C y VS"" C
pH
Muestra
2,26
10,34
18,42
4,28
12,36
20,44
8,32
16,40
24,48
N.°
Tratamientos
Alm:idón
Celulosa
Glucosa
50° C
75» C
50° C
75° C
50° C
75° C
30
7,12
2,51
1,85
6,70
2,75
1,90
5,70
2,40
2,28
5,80
1,98
2,85
5,30
4,15
2,90
6,10
2,92
2,62
5°
2,10
3,45
2,25
4,42
2,48
2,90
10°
4,40
5,60
3,62
5,53
2,78
5,60
20°
3,68
6,00
3,58
6,35
4,70
6,74
Susp.
1°
Aluminio extraído por efecto de los ataques con agua oxigenada
Al analizar el Al^Og en los líquidos de lavado del residuo resultante, después de realizar los ataques con agua oxigenada no se encuentra una cantidad
apreciable de Al^Og, es decir, no parece que el caolín haya sido atacado fuertemente. Observando los valores encontrados se ve que se pueden considerar
agrupados en dos series distintas, cada una de las cuales corresponde a una
cantidad diferente de materia orgánica presente en la muestra de que se partió.
Así, en las muestras a las que se les agregó 1,111 g. de materia orgánica nos
enfrentamos con valores de Al^Og sensiblemente menores que en aquéllos en
que la cantidad de materia orgánica fue de 3,333 g. En cada una de estas series
consideradas el Al^Og extraído no depende directamente del número de ataques
a que ha sido sometida la muestra objeto de estudio.
En las graneas que se adjuntan (ñgs. 1 y 2) se puede ver cómo las curvas correspondientes a la mayor cantidad de materia orgánica (Ib, Hb y Hlb) situadas por encima de las que tienen menor cantidad (la, Ha y Ula). Asimismo, toSEPTIEMBRE-OCTUBRE
1969
541
EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA...
das presentan un hábito semejante y un máximo que según el tipo de materia
orgánica se encuentra en el punto correspondiente a los cinco tratamientos o se
desplaza hasta el de die^: tratamientos.
caolín a so-'c
FiG. 1.—la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con 1,111 g. de glucosa.
Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de almidón. IIb) con
3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 de celulosa.
Al elevar la temperatura de 50" C a 75° C, la cantidad de Al^Og presente
en los líquidos de lavado disminuye al aumentar el número de ataques. Así, en
las correspondientes gráficas vemos que el máximo anteriormente citado se adelanta, en algunos, a los tres tratamientos, sufriendo a continuación un descenso acusado e incluso como en la I^ llegando a anularse para los 20 tratamientos.
También en esta serie de 75° C se nota un agrupamiento de curvas en la
zona inferior correspondiente a las de menor cantidad de materia orgánica y
en la parte superior las de mayor cantidad de materia orgánica; aunque esta
separación no es tan notoria como en la serie a 50° C.
Como se indicó anteriormente al estudiar la variación del pH, el de las muestras correspondientes a esta serie de 75° C se eleva, al mismo tiempo que la cantidad de aluminio encontrado disminuye; cabe pensar en una posible hidrólisis
de sales formadas al reaccionar los productos de degradación con el aluminio
procedente del ataque del mineral, con la disminución consiguiente del aluminio libre presente en las soluciones objeto de análisis.
542
BOL. SOC. ESP. CERÁM., YOL. 8 - N.^ 5
J. GARCIA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
4i" -
caolín a is^c
^0 3S -
300?
IS
20
^
/A\^0\
/)
"^'^x
JS
\ ^
N?
N^
\
10 -
S
\-^\.:./i7£^
_JiI_^^^^^^_
m. tra tarn ie ntos
zo
FIG. 2.—la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con 1,111 g, de glucosa.
Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de almidón. IIb) con
3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 de celulosa.
ARCILLA ILÍTICA A DE ALCALÁ
Variación del pH
En las muestras calentadas a SO"* C y a las que no se les ha agregado materia
orgánica, es decir, aquéllas en que los ataques se han hecho directamente en la
arcilla extraída del suelo natural no se aprecia una variación de pH digna de
tenerse en cuenta, aun cuando se ha llegado hasta veinte tratamientos.
En las restantes muestras a las que se les ha adicionado un tipo de materia
orgánica (almidón, glucosa o celulosa) se observa variación, la que depende de
la clase de materia orgánica añadida. En aquellas que contienen almidón, el pH
desciende hacia el primero o segundo tratamientos en donde presenta un valor
mínimo, ascendiendo de nuevo a partir de este momento, llegando casi al pH
primitivo de la suspensión, en las muestras cuyo número de tratamientos es
mayor (cinco, diez y veinte). El descenso del pH es más acusado en aquéllas en
que hemos añadido 3,333 g.
En las que se agregó glucosa, presentan un mínimo al primer tratamiento,
siendo este valor más bajo que el encontrado para el almidón. Al continuar los
tratamientos, también aparece un aumento del pH, pero en las muestras con
3,333 g. de glucosa es más lento, es decir, no alcanza, como en el caso del almidón, el pH de la suspensión primitiva, siendo los valores que más se aproximan
los correspondientes al tratamiento número veinte.
SEPTIEMBRE-OCTUBRE
1969
543
E F E C T O S P R O D U C I D O S POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA
ORGÁNICA...
En la serie de muestras con celulosa en su composición vemos que la adición
de 1,111 g. no parece influir en la variación del pH, pero al aumentar aquella
cantidad a 3,333 g. y elevar el número de tratamientos de diez a veinte, es decir, a partir del tratamiento número diez, el pH comienza a disminuir más acusadamente, elevándose algo en los ataques finales. De lo anteriormente dicho se
deduce que la acción de la celulosa es más lenta que la de las otras dos materias
orgánicas empleadas.
La elevación de la temperatura a 75"^ C, a que se realizan los ataques no parece tener influencia en la variación de los valores del pH con relación a los
obtenidos para las muestras tratadas a 50" C, ya que podemos decir de esta serie
TABLA II
Arcilla ilítica de Alcalá con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a 50'' C y 75'' C
ipH
Muestra
Almidón
Tratamientos
5A, 33A
B A , 41A
21A, 49A
50^ C
75^' C
50« C
8,20
4,10
5,40
8,11
4,08
5,26
5*'
8,10
10''
20*
Susp.
| 0
30
7A, 35A
15A, 43A
23A, 51A
HA, 39A
19A, 47A
27A, 55A
Glucosa
Cel ulosa
75^ C
50« C
75" C
. 8,22
3,60
5,55
8,02
4,07
5,10
8,40
7,30
7,62
8,42
6,72
7,60
6,95
4,80
5,90
7,53
7,43
7,42
6,30
6,65
6,80
7,10
6,56
8,10
7,58
7,32
7,30
5,05
6,20
pl
-»»
T»al;n»,
OA
Susp.
P
30
28A
544
Susp.
V'
3*'
Sin materia orgánica
8,28
7,60
7,80
a 50« C
8,42
7,62
7,96
a 75^^ C
BOL. SOC. E S P . ' CERÁM., VOL. 8 - N.'« 5
J. GARCIA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
de muestras lo mismo que hemos indicado anteriormente para las correspondientes a 50^^ C (tabla II).
Aluminio ^ extraído por efecto de los ataques con HJJ^^
Las cantidades de AI2O3 encontradas en los líquidos de lavado del residuo
resultante, después de realizar los ataques, son en general mayores que las halladas en el caso del caolín.
En la primera serie de m.uestras, calentadas a SO"" C, observamos dos grupos,
uno correspondiente a aquellos que contienen 1,111 g. de materia orgánica y
otro (en el que aparece una mayor cantidad de aluminio) en el que se agrupan
las que se les adicionaron 3,333 g. de materia orgánica.
Hay que tener en cuenta no sólo la cantidad de materia orgánica, sino también el tipo de ella, ya que, como se observa en las gráficas adjuntas (figs. 3 y 4),
ss
Süss-
aralld illiticd A d 50'C
SO'
' ^S
1^
JS
JÛ \
2S
ZÛ
/i H
w
S
n^.trdtdmientos
10
20
FIG. 3.—O) Sin materia orgánica, la) con 1,111 g. de almidón, lia) con
1,111 g. de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ibj con 3,333 g. de
almidón. IIb) con 3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 g. de celulosa.
SEPTIEMBRE-OCTUBRE 1 9 6 9
545
E F E C T O S P R O D U C I D O S POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA
ORGÁNICA...
en las muestras con glucosa se ha hallado mayor cantidad de aluminio liberado
por efecto de los ataques (I^ y II,,), llegando a 63 mg. después de cinco tratamientos con agua oxigenada.
Sin embargo, en todas las gráficas se mantiene el mismo hábito ; presentan
un máximo para los cinco tratamientos (en alguna se retrasa hasta los diez) y
a partir de aquí disminuyen.
4S
arcilla illiticd A â js'c
35
30
15
10
te
r
15
10
íi' trâtdmientûs
10
10
FIG. 4.—O) Sin materia orgánica. la) con 1,111 g. de almidón. IIa) con
1,111 g. de glucosa. Illa) con 1,111 g. de celulosa. Ib) con 3,333 g. de
almidón. IIb) con 3,333 g. de glucosa. Illb) con 3,333 g. de celulosa.
En el análisis efectuado en los líquidos correspondientes a la serie calentada
a 75°C se ha extraído, en general, menor cantidad de Al^Og. Asimismo, la glucosa ha producido un efecto mayor que las otras dos materias orgánicas (11^ y
Ib a JS"" C), aunque no se ha llegado, como en los tratamientos a 50'' C, a 63 mg.,
sino solamente a 40 mg., como cantidad máxima de AUO3 encontrada. El máximo igualmente que en la serie anterior, lo presentan a cinco o diez tratamientos y las curvas son del mismo tipo.
Tanto en el feldespato como en los dos suelos siguientes se ha trabajado
con un número inferior de muestras teniendo en cuenta el comportamiento de
las dos anteriores estudiadas y sobre todo el de la arcilla ilítica.
546
BOL. S O C . E S P . CERÁM., VOL. 8 - N.*^ 5
J. GARCIA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
Se han suprimido las correspondientes a diez tratamientos, limitándonos únicamente a medir el pH al llegar al n."" 10 en las sometidas a veinte tratamientos.
Solamente se han adicionado 3,333 g. de materia orgánica, por observarse que
hay una mayor influencia cuando la proporción de materia orgánica es mayor.
FELDESPATO BLANCO
Variación del pH
En los primeros tratamientos hay una disminución del pH más acusada en
aquellas muestras a las que se les ha adicionado almidón o glucosa. En las de
TABLA III
Feldespato blanco con 3,333 g. de materia orgánica, atacado a SO"" C y JS"" C
pH
Muestra
Tratamientos
IF, I I F
4F, 14F
7F, 17F
Glucc)sa
Celulosa
50° C
75» C
50° C
75» C
50° C
75» C
7,65
3,08
1,98
7,90
3,10
2,35
7,90
3,52
1,91
7,90
3,25
2,40
7,90
6,80
4,10
7,87
6,09
4,35
5°
3,60
4,50
2,90
4,50
2,60
3,30
10°
5,60
6,08
5,40
5,77
4,50
4,51
20°
6,75
8,52
6,70
8,32
6,78
6,15
Susp.
1°
30
2F, 12F
5F, 15F
8F, 18F
3F, 13F
6F, 16F
9F, 19F
Almidón
[
Muestra
OF
Tratamientos
Susp.
1°
30
lOF
Susp.
1°
30
SEPTIEMBRE-OCTUBRE
1969
Sin materia orgánica
7,90
7,20
7,50
a 50° C
7,72
6,37
7,95
a 75° C
547
EFECTOS
PRODUCIDOS
POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA.. ,
celulosa el pH menor lo encontramos en el quinto tratamiento; esta materia
orgánica al ser más resistente tiene un efecto más retardado.
Al elevar la temperatura a 75*" C el valor del pH es algo superior. A partir
del tercer tratamiento en las de almidón y glucosa, y del quinto en las de celulosa, sufre de nuevo una elevación.
Cuando al feldespato no se le agrega ninguna materia orgánica, los ataques
con agua oxigenada no influyen en la variación del pH, ya que éste permanece
prácticamente constante (tabla III).
Aluminio extraído por los ataques con
Hfl^
La cantidad de AI2O3 extraída es bastante grande, presentando un máximo
a los cinco tratamientos para cualquiera de las materias orgánicas adicionadas.
El valor mayor pertenece a aquellas que contienen glucosa, les sigue las de
almidón y en tercer lugar están las de celulosa.
feldespato Blanco
a so'c
3 s
a is'c
20
numero de tratamientos
FiG. 5.—I) con 3,333 g. de almidón. II) con 3,333 g. de glucosa. III) con
3,333 g. de celulosa.
A VS"" C ocurre lo mismo aunque las cantidades extraídas son algo menores
y en la glucosa el máximo se adelanta a los tres tratamientos (fig. 5).
548
BOL. SOC. E S P . CERÁM., VOL. 8 - N.°
5
J. GARCIA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
TERRA ROS SA
Variación del pH
En las que contienen almidón el pH mínimo lo encontramos a los cinco tratamientos, independientemente de la temperatura a que se trabaje, aunque el
descenso es algo más acusado para 50° C. A partir de este momento comienza
a ascender llegando a 4,10 a los veinte tratamientos.
En las muestras de glucosa, ya después del primer tratamiento, hay una bajada grande y presentan el mínimo a los tres, a continuación vuelve a crecer ; igual
que ocurría con el almidón, el pH es menor a los 50"" C que a los 75'' C.
TABLA IV
Terra Rossa con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a 50"" C y yS"" C
pH
Muestra
Tratamientos
IR, IIR
4R, 14R
7R, 17R
50° C
75° C
50° C
75° C
7,71
7,02
3,65
8,10
7,35
5,90
8,01
3,60
2,80
8,30
4,00
3,55
7,92
7,10
5,60
8,20
7,40
6,50
5"
3,21
3,73
3,30
3,21
6,10
7,25
10°
3,50
3,80
3,70
3,55
3,70
5,70
20"
4,10
4,10
4,25
4,08
4,00
5,95
30
[
N.»
rra tamientos
Sin materia orgánica
OR
Susp.
1°
3°
8,00
7,20
6,67
a 50'C
lOR
Susp.
1"
3°
8,30
7,15
6,90
a 75" C
SEPTIEMBRE-OCTUBRE
Celuk )sa
75° C
2R, 12R
5R, 15R
8R, 18R
Muestra
Glucosa
50° C
Susp.
1"
3R, 13R
6R, 16R
9Ä, 19R
Almiclón
1969
549
EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA...
La celulosa parece ser la más difícil de eliminar, lo mismo que ha ocurrido
con los otros minerales de la arcilla estudiados. El pH más pequeño no
aparece hasta los diez tratamientos, siendo el descenso más lento, y asimismo
como con las otras materias orgánicas se eleva a partir de aquí. También para
la celulosa es más efectivo el ataque a 50''C que a 75''C.
Cuando a las muestras no se les ha adicionado ninguna materia orgánica la
variación del pH es muy pequeña (tabla IV).
Aluminio
extraído por efecto de los tratamientos
con
hfi^
Al analizar los líquidos correspondientes a los tratamientos con agua oxigenada, como la reacción de la Terra Rossa con aquel reactivo es bastante violenta, no encontramos una regularidad en las cantidades de Al^Og extraídas
por efecto de dichos tratamientos, como ocurría en los anteriores minerales estudiados y como se puede observar en las graneas adjuntas (ñg. 6). Esta irregu-
Terr<1
nûSSâ
-Zö^^^^v.
â 50'C
d IS'C
>^
-ISO
1
y
y
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\
r
^ ^ ^
-50
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^
^^'^^
V
J
5
1
1
20
J
J
\
5
1
10
\
número tratamientos
FiG. 6.—I) con 3,333 g. de almidón. II) con ^,333 g. de glucosa. III) con
3,333 g. de celulosa.
laridad también se le puede achacar a que la muestra no está formada por un
solo mineral, sino por la reunión de montmorillonita, micas, cristales largos de
550
BOL. SOC. ESP. CERÁM., VOL. 8 - N.° 5
J. GARCÍA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
haloisita y caolinita. Se han tomado estas arcillas de un suelo natural, para poder ver de este modo en un solo ensayo los efectos producidos en varios minerales.
TIERRA PARDA
Variación del pH
Cuando a las muestras en las que se mide el pH no se les ha adicionado materia orgánica alguna, los tratamientos con agua oxigenada hacen descender el pH,
pero menos acusadamente que en aquéllas en que se agregó almidón o glucosa.
TABLA V
Tierra Parda con 3,333 g. de materia orgánica, atacada a SO"" C y VS"" C
pH
Muestra
N.o
Tratamientos
IP, IIP
4P, H P
7P, 17P
OP
lOP
50° C
75° C
50° C
75° C
7,50
4,13
3,10
7,65
3,90
2,95
7,60
3,10
2,50
7,75
3,65
3,00
7,41
6,08
4,80
7,73
8,00
4,98
5°
3,20
3,55
3,35
3,91
4,60
5,10
10"
3,80
4,00
3,75
3,90
3,50
3,60
20"
4,40
4,32
4,30
4,09
3,30
3,40
pH
N."
Tratamientos
Sin materia orgánica
Susp.
1"
3"
7,30
6,61
4,60
a 50° C
Susp.
1"
8,00
6,65
4,80
a 75° C
3°
SEPTIEMBRE-OCTUBRE
Celulosa
75° C
2P, 12P
5P, 15P
8P, 18P
Muestra
Glucosa
50" C
Susp.
1°
3°
3P, 13P
6P, 16P
9P, 19P
Almi don
1969
55J
EFECTOS
PRODUCIDOS
POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA
ORGÁNICA...
La variación de temperatura no afecta prácticamente al pH, como se ve en la
comparación de unas con otras.
Las muestras conteniendo almidón presentan un mínimo a los tres tratamientos para ambas temperaturas y a partir de aquí comienza a crecer de nuevo.
Los pH correspondientes a 15'' C son inferiores.
La serie de glucosa nos da igualmente el menor pH a los tres tratamientos,
para ambas temperaturas, aunque éste es más bajo que en el de las que contienen almidón. Lo mismo que para éstas, en las de glucosa también se va elevando lentamente el pH desde este momento.
La celulosa, como nos ocurrió en todos los minerales anteriormente estudiados, tiene un efecto más retardado, a causa de su mayor resistencia al ataque por
el agua oxigenada ; así el pH menor lo encontramos a los veinte tratamientos,
comenzando a disminuir desde el primero. A 75° C, aunque no parezca lógico, el
ataque es más lento, siendo los valores del pH superiores a los de los tratamientos correspondientes a SO"" C (tabla V).
Aluminio extraído por efecto de los tratamientos con agua oxigenada
En los líquidos resultantes de los tratamientos con H^O^, el Al^Og encontrado no guarda una uniformidad en relación con el número de ataques a que
se ha sometido la muestra, debido a la reacción violenta del agua oxigenada
con todas las series de muestras.
En la serie con almidón el máximo de Al^O^ corresponde a los cinco tratamientos; en la glucosa a los tres tratamientos y en la celulosa a los veinte tratamientos, cuando trabajamos a SO"" C. A IS"" C, las cantidades de Al^Og son bastante más parecidas en todas las muestras y en general superiores a las halladas
a 50*^ C, aunque ninguna alcanza el valor máximo perteneciente a la muestra con
glucosa, tres tratamientos con agua oxigenada y calentada a 50" C (fig. 7).
IV.
Conclusiones
1. Se ha podido constatar el hecho, que ya era previsible, de que la glucosa
se destruye con mayor facilidad que el almidón y ambas más fácilmente que la
celulosa. Esta última, después de diez tratamientos con agua oxigenada, y a pesar
de no observarse desprendimiento de burbujas al añadir ésta, se comprueba que
la materia orgánica no ha sido totalmente destruida.
2. El tratamiento con agua oxigenada provoca una disminución en el pH de
la suspensión, alcanzándose el mínimo con mayor lentitud en el caso de la celulosa; posteriormente el pH se incrementa llegando a alcanzar incluso el valor
primitivo, lo que únicamente se puede justificar por la neutralización de los pro552
BOL, SOC. ESP. CERÁM., VOL. 8 - N.° 5
J. GARCÍA VICENTE Y GLORIA FDEZ. ARROYO
Tierrd Pardd
- 200
a 15' c
â 50'C
- ISO
\
\K\
^
\
-100
\;^
1^
-SO
1
5
L.
7
L_
20
\
J
5 .
^
¿0
n Unie no tratamientos
FIG. 7.—I) con 3,333 g. de almidón. Il) con 3,333 g. de glucosa. Ill) con
3,333 g. de celulosa.
ductos ácidos formados al reaccionar con el material objeto de estudio o por
su destrucción posterior por el agua oxigenada.
3. Se comprueba que no existe una relación directa entre la cantidad de
aluminio extraída como consecuencia del tratamiento con agua oxigenada y la
existente en la muestra natural.
4. La caolinita y la arcilla ilítica se atacan menos por el agua oxigenada
que el feldespato; todos ellos tienen una atacabilidad menor que la fracción arcilla de los suelos, en los que además nos encontramos con que no existe una
regularidad en la extracción.
5. En todos los casos la cantidad de aluminio encontrada en los líquidos
de lavado presenta un máximo para un determinado número de tratamientos,
variable con la naturaleza del material.
6. En todos los ensayos en que se ha trabajado con celulosa se puede notar
que la acción de esta materia orgánica es más efectiva que la del almidón o glucosa, probablemente debido a la permanencia de materia orgánica sin atacar
totalmente. La naturaleza de la materia orgánica, tiene por lo tanto una importancia fundamental en cuanto al efecto producido por los tratamientos.
SEPTIEMBRE-OCTUBRE 1 9 6 9
553
EFECTOS PRODUCIDOS POR LA ELIMINACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA...
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K /r^ ^ ("r^
S^^^r^SJTA
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