Chapter 6: Testing
6.2 Microinverter Initial Testing
La Figura 3.10 muestra el efecto del pH sobre el potencial zeta de la fracción arcilla en presencia de NaCl y CaCl2. El potencial zeta es negativo en los dos casos. En presencia de NaCl es de alrededor de -20 mV a pH 3 y se vuelve monótonamente más negativo hasta un valor de -30 mV a pH 10. Este
0 5 10 15 20 25 30 35 100 1000 10000 Nú m e ro d e p a rt íc u la s ( % ) Diámetro (nm) 900 700
comportamiento es predecible para la fracción inorgánica de suelo donde silicoaluminatos y filosilicatos dominan la composición (24) (25), y resulta de la presencia de cargas estructurales negativas sobre los minerales de arcilla y de la disociación de grupos superficiales Al-OH y Si-OH (26). En CaCl2 el potencial zeta de la fracción arcilla es siempre menos negativo que en NaCl. Es de alrededor de -7 mV a pH 3 y pasa a ser de alrededor de -12 mV a pH alto. La adsorción de los cationes divalentes a la superficie del mineral, causa seguramente la disminución en el potencial zeta negativo cuando el calcio está presente (27).
Figura 3.10. Potencial zeta de la fracción arcilla en presencia de NaCl (series de color rojo) y CaCl2 (series de color azul). (FI=0,01)
3.4. Conclusiones
La determinación de la composición elemental de la fracción arcilla mediante fluorescencia y sonda EDAX, sumada a los datos aportados por difracción de rayos X, espectroscopia IR y la CIC de esta fracción, están de acuerdo con la presencia de una mezcla de minerales de arcilla de tipo esmectitas pobremente cristalinas e illitas con trazas de caolinitas, tal como se menciona en varios trabajos publicados en suelos de la Región Semiárida Pampeana. Además, se pudo determinar el tamaño de las partículas de la fracción, tanto en estado sólido como en suspensión, y sus propiedades de carga, lo cual ayudará a predecir su comportamiento de agregación en
-40 -30 -20 -10 0 2 4 6 8 10 12 ζ ζζ ζ (m V ) pH
sistemas compuestos. La información obtenida es la base para la interpretación de los resultados en los capítulos 5 y 6 de esta tesis.
3.5. Bibliografía
1. Hillel D. 2004. Introduction to environmental soil physics. ElSevier Academic press. Massachussets, USA. pp 485.
2. Gee GG & Or D. 2002. Particle-Size analysis. En: Methods of soil analysis. Part 4-Physical Methods. Ed. Dane HJ & Topp GC. SSSA. Madison. pp 255-289.
3. Karathanasis AD. 2012. Structural allocation of clay mineral elemental components. En: Methods of soil analysis. Part 5-Mineralogical methods. Ed. Ulery AL & Drees LR. SSSA. Madison. pp 465-483.
4. Giuffré L. 2005. Minerales. En: Principios de edafología con énfasis en suelos argentinos Ed. Conti ME. Ed. Facultad de Agronomía. Buenos Aires. pp 27-42.
5. Buschiazzo DE, Aimar SB, Stahr K. 1995. Factores que afectan la estabilidad estructural de suelos de la Región Semiárida Pampeana Central (Argentina). Ciencia del Suelo. 13:66-69. 6. Porta Casanellas J, Lopez-Acevedo Reguerín M, Roquero De Laburu C. 1999. Edafología para la agricultura y el medio ambiente. Ediciones Mundi-Prensa. Barcelona. pp 848.
7. Iturri LA & Buschiazzo DE. 2014. Cation exchange capacity and mineralogy of loess soils with different amounts of volcanic ashes. Catena. 121:81-87.
8. Conklin AR. 2005. Introduction to soil chemistry, analysis and instrumentation. Chapter 8, Spectroscopy. John Wiley & Sons. New Jersey. pp 147-173.
9. Molina FV. 2014. Soil Colloids properties and ion binding. pp 545.
10. Laird D & Fleming P. 2012. Analysis of layer charge, cation and anion exchange capacities, and synthesis of reduced charge clays. En: Methods of Soil Analysis. Part 5-Mineralogical methods. Ed. Ulery AL & Drees LR. SSSA. Madison. pp 485-508.
11. Sumner ME & Miller WP. 1996. Cation exchange capacity and exchange coefficients. En: Methods of soil analysis. Part 3-Chemical Methods. Ed. Sparks DL. SSSA. Madison, Wisconsin, USA. pp 1201-1230.
12. Pecini EM & Avena MJ. 2013. Measuring the Isoelectric Point of the Edges of Clay Mineral Particles: The Case of Montmorillonite. Langmuir. 48(29):14926–14934.
13. Avena MJ & De Pauli CP. 1998. Proton Adsorption and Electrokinetics of an Argentinean Montmorillonite. Journal of colloid and interface science. 202:195-204.
14. Karathanasis AD & Hajek BF. 1996. Elemental analysis by X-ray fluorescence spectroscopy. En: Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods. Ed. Sparks DL. SSSA. Madison, Wisconsin. pp 161-223.
15. Acebal SG, Aguirre ME, Santamaría RM, Mijovilovich A, Petrick S, Saragovi C. 2003. Chapter 49 - Distribution and characterization of forms of Fe and Al in particle-size fractions of an Entic Haplustoll by selective dissolution techniques, X-ray powder diffraction and Mössbauer
spectroscopy. En: A Clay Odyssey. Ed. Dominguez E, Mas G, Cravero F. ElSevier Science Amsterdam. pp 465-472.
16. Bohn HL, McNeal BL, O'Connor GA. 1993. Química del suelo. Limusa. 370 pp.
17. Kroetsch D & Wang D. 2007. Particle size distribution. En: Soil sampling and methods of analysis. Ed. Carter MR & Gregorich EG. CRC Press. United States. pp 713-725.
18. Tombácz E. 2003. Effects of environmental relevant organic complexants on the surface charge and the interaction of clay mineral and metal oxide particles. En: Role of interfaces in environmental protection. Ed. Barany S. Kluver Academic Publishers. pp. 397-494.
19. Bremner JM. 1996. Nitrogen Total. En: Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. Ed. Sparks DL. SSSA. Madison WI. pp 1149-1176.
20. Hepper EN, Buschiazzo DE, Hevia GG, Urioste A, Antón L. 2006. Clay mineralogy, cation exchange capacity and specific surface area of loess soils with different volcanic ash contents. Geoderma. 135:216-223.
21. Johnston CT & Aochi YO. 1996. Fourier transform infrared and Raman spectroscopy. En: Methods of soil analysis Part 3 - Chemical methods. Ed. Sparks DL. SSSA. Madison, Wisconsin USA. pp 269-321.
22. White JL & Roth CB. 1986. Infrared Spectrometry. En: Methods of soil analysis. Part 1. Physical and Mineralogical methods. Ed. Klute A. SSSA. Madison, Wisconsin USA. pp 291-330. 23. Norman White G. 2008. Scanning Electron Microscopy. En: Methods of soil analysis. Part 5. Mineralogical methods. Ed. Ulery AL & Drees LR. SSSA. Madison, Wisconsin USA. pp 269-297. 24. Jiang CL, Séquaris JM, Vereecken H, Klumpp E. 2012. Effects of inorganic and organic anions on the stability of illite and quartz soil colloids in Na-, Ca- and mixed Na–Ca systems. Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 415:134-141.
25. Martínez RE, Sharma P, Kappler A. 2010. Surface binding site analysis of Ca2+- homoionized clay–humic acid complexes. Journal of Colloid and Interface Science. 352:526- 534.
26. Tombacz E & Szekeres M. 2006. Surface charge heterogeneity of kaolinite in aqueous suspension. Applied Clay Science. 34:105-124.
27. Heil D & Sposito G. 1993. Organic matter role in illitic soil colloids flocculation: II. surface charge. Soil Sci. Soc. Am. J. 57:1246-1253.