02 Electroquimica de Las Arcillas

07/03/2015

1

ELECTROQUIMICADELASARCILLAS

II.4.- Minerales arcillosos.

Son producto de la meteorizacin qumica.

En su mayor parte estn compuestos de silicatos de aluminio hidratados.

Su forma es de placa. Estn cargadas negativamente

Fig. 21.- Partcula de arcilla.

07/03/2015

2

Su comportamiento esta dominado por la actividad electroqumica. Predominan las fuerzas de Repulsin y Atraccin

Fig. 22.- Se aprecia la accin de las fuerzas de repulsin y atraccin entre las partculas.

Dependiendo de las cargas elctricas que rodean las partculas, ellas se atraen o se repelen.

Ejemplo en un medio con agua destilada, existir repulsin entre las partculas de arcillas.

En un medio calcreo el agua contiene otros iones con carga positiva alrededor del cual se adhieren molculas de agua.

En el medio calcreo las partculas atraen y absorben iones opuestos y entonces pueden ser atrados por otros, y se aglomeran en flculos, llegando stos a ser suficientemente grandes para sedimentar por efectos gravitacional.

Ejemplo positivo

in rodeado

de molculas de agua.

Flculos formando la microestructura panel de abeja.

tipo

Aqu el contacto entre las partculas es borde cara.

07/03/2015

3

Dependiendo su estructura el tamao de esas existiendo por tanto tres tipos de minerales arcillosos:

placas puede variar,

Caolinita (tamao mas grande) Ilita (Tamao intermedio) Montmorinonita (tamao mas pequeo)

Fig. 23.- Partculas de los minerales arcillosos.

II.4.1.- Microestructura de las arcillas. Es el arreglo estructural que toman las partculas individuales o un grupo de partculas en su depsito natural, y que en escala microscpica definen la microestructura o microtextura de los depsitos de las arcillas. A partir de la fig. 24 se explica con un poco ms de detalle lo mencionado en

Fig. 24.- Recipientes donde toman las partculas en propiedades.

se muestran la disposicin que medios acuosos con distintas

Es posible qu esta atraccin resultado fuerzas der Wall afinidad ciertos

sea de las

de Van y a la

con cationes

intercambiables que encuentran suspensin.

se en

el punto anterior. Pueden experimentar repulsin entre las partculas debido a la similitud de las cargas de las partculas y a la presencia de agua adsorbida.

Microestructura dispersa

Microestructura floculada

07/03/2015

4

Fuerzas de Van der Wall: Son fuerzas de atraccin de corto alcance entre molculas adyacentes y se deben a la interaccin de los campos elctricos que se generan alrededor de las molculas por los electrones que giran alrededor de los ncleos atmicos.

Concentracin de electrlitos Tamao del in hidratado Existe tendencia a la floculacin cuando Valencia inica Adsorcin de aniones

Berry P. Y Reid D (1993), expresan: Que una solucin alcalina (PH>7) suprime el efecto repulsivo y si las partculas chocan o se aproximan, suficientemente se atraern entre s y formaran grupos o grumos que sedimentaran con relativa rapidez. Por el contrario, si la suspensin se neutraliza con la adicin de una solucin acida, las fuerzas de repulsin sern dominantes y las partculas permanecern dispersas en la suspensin por mucho tiempo.

Temperatura PH

PH < 7 PH = 7

PH > 7

Predomina el efecto de repulsin es un medio acido (cuando predominan los iones

Medio alcalino, disminuye el efecto repulsivo (cuando se le agrega cal)

de hidrgeno) Se ha tenido la creencia que el medio de formacin del depsito tena una influencia importante en la microestructura de los depsitos de arcilla. Ejemplo: La formacin del depsito en agua salada produca arcilla marinas con una diferenciada estructura floculada. La formacin del depsito en agua dulce produca arcillas lacustres o arcillas aluviales con una estructura menos floculada o probablemente una estructura dispersa.

07/03/2015

5

No todos los investigadores estn de acuerdo con los dos ltimos puntos indicados en la lmina anterior, y han expresado: La estructura dispersa con placas esencialmente paralelas no se ha observado experimentalmente. Se han identificado con claridad grupos de placas de arcilla en los que se evidencia arreglos con contactos cara a cara y paralelos.

Es comn encontrar conjuntos esos grupos algunas veces desempeando el papel de conectores entre partculas de limo y arena. Es difcil representar los complejos y variados arreglos que forman la microestructura de la arcilla. Una representacin simple puede ser: Esto no constituye un argumento de peso para creer que existe microestructura y depsito.

una relacin nica entre la su medio de formacin del

Pero ya escala mayor, tambin existe lo que se denomina la estructura en esqueleto, que est formada por granos gruesos formando un esqueleto con sus espacios vacos parcialmente llenos de un agregado relativamente suelto de los constituyentes ms finos del suelo.

Sin embargo se sigue hablando de los siguientes arreglos para la microestructura de las arcillas.

Dispersa Floculada Estructura en castillo o panel de abeja

Fig. 25.- Microestructura para las arcillas.

07/03/2015

6

Respecto a la microestructura paralela, se debe indicar:

Todo sedimento contiene al menos un pequeo porcentaje de partculas en forma de escamas o de discos (arcilla).

Cuando estas partculas sedimentan, se orientan paralelamente.

Presiones sedimentos tendencia.

por el aporte de nuevo ms esta acenta

Para la microestructura en forma de paneles de abeja se puede inferir:

Si este tipo de estructura est sometida a fuerzas de corte, probablemente genera el colapso de la misma y las partculas tienden a ubicarse en forma paralela.

Informacin adicional respecto al PH PH < 7: Suelo Acido Un suelo acido tiene escases y abundancia de los siguientes minerales. Escases -Fsforo - Calcio - Magnesio - Boro PH = 7

Abundancia -Hierro - Manganeso - Zinc - Aluminio

Hay ptima disponibilidad de todos los nutrientes

PH> 7: Suelo Alcalino

Un suelo alcalino tiene escases y abundancia de los siguientes minerales. Escases -Hierro - Manganeso - Zinc - Cobre

Abundancia -Fsforo - Calcio - Magnesio - Boro

07/03/2015

7

En la fig. 26 se ilustra la circulacin de agua a travs de la masa de suelo, la cual puede arrastrar vestigios de material arcilloso.

Las partculas de arcilla pueden molculas de agua.

atraer

Fig. 26.- Agua circulando a travs de la masa de suelo.

Tambin las partculas de arcilla tienen la propiedad de adsorber los cationes que se encuentran en la solucin acuosa, es decir los metales que forman las sales y el hidrgeno de los cidos.

Esto trae como consecuencia que el in de calcio (Ca++) que normalmente se encuentra en los suelos sea desplazado fcilmente por el in de hidrgeno (H+) que es ms activo que el in de Ca++.

La propiedad de las arcillas conocida como intercambio de bases, permite a su vez remplazar el in de (H+) por el in de (Ca++), debido a la accin de masa. Por tanto al incorporar la cal a un suelo, el in de hidrgeno es sustituido por el in de calcio, modificndose las propiedades del suelo que de acido pasa a ser alcalino.

A este proceso sigue el de la apagada para producir el hidrxido de calcio mediante la reaccin

En este caso hay un proceso de pulverizacin con un constante aumento de volumen. La avidez por agua de la cal viva es tan grande que absorbe vapor de agua de la atmosfera y de las sustancias orgnicas.

07/03/2015

8

Nota: La posibilidad de intercambio de bases en un suelo ya tratado, donde el in de hidrgeno (H+) remplace al in de calcio (Ca++), es menos probable que ocurra, pues se supone con todo fundamento, que las capas tratadas estarn cubiertas a las aguas pluviales y capilares (aqu se puede usar un dren de geotextil).

A continuacin se presenta los resultados de ensayos hechos para tratar algunas carreteras Colombianas. La tabla 15, muestra el efecto que produce la incorporacin de cal a los suelos colombianos, observndose el cambio de estado de acido a alcalino.

Tabla 15.- Efecto de la presencia de la cal en los suelos finos. Procedencia % de cal PH Alcalino Acido

del suelo

Galapa 0 5.8 Acido

Galapa 8 10.1 Alcalino

Bayunca 0 5.9 Acido

Bayunca 8 11.3 Alcalino

Incremento de PH tiende a dispersar las partculas. Pero en campo la compactacin se realiza con maquinaria pesada.

La macroestructura de las arcillas, esta referida al estado en que se encuentra la masa arcillosa en el deposito estratificacin, fisurasin y homogeneidad.

natural, referido a su

II.4.2.- Macroestructura de las arcillas.

Los depsitos de arcilla en su condicin natural, se puede presentar como:

1.- Depsitos de arcilla que no de presentan

estructura y uniformes o

variaciones visibles que por tanto pueden ser

si existe algn rasgo de no uniformidad es difcil de identificar. Por tanto cualquier monolito extrado del de depsito presenta homogneo y por tanto

un aspecto la arcilla se

considera intacta o inalterada. Monolito homogneo de arcilla.

07/03/2015

9

2.- Depsitos de arcilla separados por lneas de estratificacin y son denominados depsitos de arcilla laminados, con espesores de capas de arcilla menores o iguales a 25 mm. 3.- Depsitos de arcilla con presencia de pequeas capas de limo o arena y corresponden a los depsitos lacustres formados en el deshielo de los glaciares. Por tanto su estructura tambin es laminada.

Arcilla laminada

Arcilla laminada con presencia de capas de limo o arena

Las capas de limo o de arena son trayectorias de drenaje preferencial y la permeabilidad ser mayor en el sentido de estas capas.

4.- Depsitos de arcilla fisurada: Son arcilla arcillas duras con una red de grietas capilares, uniones o fisuras. La fisuracin es atribuible a: -Depsitos que han estado bajo presencia previa de altos niveles de esfuerzos .

-Movimientos pasados del terreno, con inestabilidad general. -Cambios de volumen debido a desecacin.

Cuando ocurra una nueva inundacin, las fisuras si estn lo suficientemente abiertas, pueden rellenarse con partculas de limo o arena fina. Las fisuras rellenas constituyen trayectorias de drenaje preferencial.

07/03/2015

10

Las fisuras son planos de debilidad y por tanto estas arcillas ofrecen menor resistencia que la una arcilla similar en estado intacto.

Las fisuras producen en estos depsitos , fragmentos prismticos o irregulares, que se van separando unos de otros (aumento del ancho de las fisuras) a medida que desaparece la presin de confinamiento. Tambin los movimientos relativos de las paredes producen pequeas estras y pulen sus superficies llamados espejos de friccin.

qu1 :Resistencia de ofrece la arcilla intacta.qu2 : Resistencia que ofrece la arcilla fisurada.

de las fisuras formando los

qu1 > qu2

II.4.3.- Estructura que forman las partculas de arcilla. En este parte del estudio de los suelos finos, se explica la constitucin estructural de los minerales arcillosos. Las estructuras expuestas son ideales, sin embargo la estructura real de la arcilla es semejante pero an ms compleja, debido a substituciones irregulares e interposiciones entre capas. A continuacin se describen las unidades estructurales bsicas que forman los minerales arcillosos.

II.4.3.1.- Unidad tetradrica y octadrica

Unidad tetradrica La fig. 27.a y 27.b,corresponde al tetraedro de silicio, el cual est formado por 4 tomos de oxigeno (O-2) rodeando un tomo de silicio (Si+4).Varios cristales de estos se unen y forman la unidad tetradrica denominada slice (ver fig. 27.c). La fig.27.d y 27.e, es una representacin simblica del tetraedro de silicio y de la unidad tetradrica. En la fig 27.e, se indica que el espesor de la unidad tetradrica es aproximadamente 4.63 A (1 A = 10-7 mm : A Amstrong).

07/03/2015

11

Fig. 27.- Representacin del cristal de tetraedro y unidad tetradrica. (a) y (b) Representacin atmica del tetraedro. (c) Representacin atmica de la unidad tetradrica. (d) Representacin simblica del tetraedro. (e) Representacin simblica de unidad tetradrica.

1 A = 10-7 mm : A Amstrong

Unidad Octadrica

La fig. 28.a, corresponde a la representacin atmica del octaedro de aluminio formado por seis tomos de hidroxilo (OH-1) y un tomo de aluminio (Al+3). Varios octaedros se unen forman la unidad octadrica llamada gibbsita, mostrada en la fig. 28.b. Tambin las fig. 28.c y 28.d, son una representacin simblica del octaedro de aluminio y de la unidad octadrica.

Fig. 28.- Representacin del cristal de octaedro y unidad octadrica. (a) Representacin del octaedro. Representacin

atmica (b)

atmica de la unidad octadrica. (c) y (d) Representacin simblica del octaedro y de la unidad octadrica.

07/03/2015

12

II.4.3.2.- Estructura de la caolinita La unidad estructural bsica (UEB) de la caolinita es: Una unidad octadrica sobre la unidad tetradrica, tal como se muestra en la fig. 29.a y cuyo espesor es de 7.15 A. Varas (UEB) se unen (ejemplo 115 UEB) y dan origen a la partcula de caolinita (ver fig. 29.b). El enlace entre las UEB est formada por iones de hidrgeno (H+1) y fuerzas de Van der Wall tal como se aprecia en la fig. 29.b. La fig. 29.c, muestra la estructura atmica de la unin de dos UEB solamente, donde se aprecia que la suma de las valencias positivas y negativas produce una estructura neutra, por tanto existen en la naturaleza.

Fig. 29.- Representacin de la partcula de caolinita. (a) Representacin de su UEB. (b) Ilustracin de la formacin de una partcula de caolinita. (c) Representacin de su estructura atmica de la partcula. (d) Representacin del tamao de la partcula de caolinita.

07/03/2015

13

La caolinita es el mineral ms importante y ms comn de los silicatos bicapa encontrados en la naturaleza.

Es mineral arcilloso ms estable, debido al tipo de enlace entre sus UEB, por tanto:

- Mas estabilidad - Menor capacidad de Absorcin - Menor Retraccin bajo cambios de humedad - Menor Expansin bajo cambios de humedad

La fig. 29.d, muestra los rangos entre los cuales vara el tamao y espesor de las partculas de caolinita, as como su superficie especfica.

En cuanto a la sustitucin isomorfa es escasa en la caolinita (es decir de la misma forma), que consiste en el remplazo de un tipo de tomo por otro, y ocurre cuando en el punto de formacin del mineral se dispone ms fcilmente del tomo sustituto que del tomo original. La sustitucin isomorfa en la caolinita, ocurre cada 400 iones de silicio (Si+4), es decir por cada 400 iones de silicio se remplaza uno de ellos por uno de aluminio (Al+3) en la unidad tetradrica. El dficit de carga es compensado por los iones de hidrgeno (H+1).

07/03/2015

14

II.4.3.3.- Estructura de la ilita La unidad estructural bsica (UEB) de la ilita, est formada por una unidad octadrica entre dos unidades tetradricas (ver fig. 30.a).

Varias UEB se unen y dan origen a la partcula de ilita. El enlace entre las UEB se debe que ocurre el fenmeno de substitucin isomorfa, donde iones de silicio (Si+4) de las unidades tetradricas son remplazados por iones de aluminio (Al+3). El dficit de carga positiva que se produce, es compensado por iones de potasio (K+1), a travs de los cuales se produce la unin entre las UEB (ver fig. 30.b).

La fig. 39.c, presenta la estructura atmica de la unin de dos UEB de la ilita, observndose que la suma de las valencias positivas y negativas produce una estructura neutra, por tanto esa unin existe en la naturaleza. Se entiende, que si no existe ese equilibrio, los iones de potasio son atrados.

La fig. 30.d, muestra el rango de variacin de su tamao y su superficie especfica.

07/03/2015

15

El enlace a travs del in potasio (K+1) en las UEB de la partcula de ilita, es menos estable que el enlace de los iones hidrgeno entre las UEB de la partcula de la caolinita, por tanto: - La ilita es menos estable que la caolinita

- Tiene mayor capacidad de absorcin

- Ocurre en ella humedad.

mayor retraccin y expansin debido a los cambios de

Fig. 30.- Representacin de la partcula de Ilita. (a) Representacin de su UEB. (b) Ilustracin de la formacin de una partcula de ilita. (c) Representacin de su estructura atmica de la partcula. (d) Representacin del tamao de la partcula de ilita.

07/03/2015

16

II.4.3.4.- Estructura de la montmorillonita La unidad estructural bsica (UEB) de la montmorillonita es la misma de la ilita (ver fig. 31.a) Igualmente varias UEB se unen y dan origen a la partcula de montmorillonita (ver fig. 31.a).

Tambin aqu el enlace se debe a que ocurre el fenmeno de substitucin isomorfa, donde iones de aluminio (Al+3) son remplazados por iones de magnesio (Mg+2) en la unidad octadrica, producindose un dficit de carga positiva.

Esto permite la atraccin de molculas de agua que actan como un dipolo (ver fig. 31.b) a travs de los iones de hidrgeno (H+1). Por tanto se considera que el enlace entre las UEB est hecho a travs de las molculas de agua (ver fig. 31.a).

La estructura atmica de la montmorillonita es semejante a la de la ilita, con la diferencia que en la substitucin isomorfa est presente es el ion de magnesio (Mg+2) y no el de aluminio (Al+3) (ver fig. 31.c).

07/03/2015

17

Se aprecia que no existe una compensacin entre en la suma de las valencias positivas y negativas, y como la molcula de agua es un dipolo, esa compensacin se logra a travs de los iones de hidrgeno de la molcula.

La fig. 31.d, muestra el rango de variacin de su tamao y su superficie especfica.

El enlace a travs dela molcula de agua es muy inestable, por esta razn: - La partcula de montmorillonita es la ms pequea - La mas inestable - Tiene gran capacidad de absorcin - Alta retraccin y expansin por cambios de humedad.

07/03/2015

18

Fig. 31.- Representacin de la partcula de Montmorllonita (a) Ilustracin de la formacin de una partcula (b) Molcula de agua. (c) Representacin de su estructura atmica de la partcula. (d) Representacin del tamao de la partcula.

II.4.4.- Interacciones entre las partculas de arcilla, el agua y los minerales disueltos en el agua Las interacciones de las partculas con el agua y algunos iones, son las responsables principales de las propiedades de estos suelos. Respecto a ello se tiene: Las molculas de agua (H2O) se disocian en iones de H+1 y iones de hidroxilo OH-1 Si hay impurezas en el agua estas se disocian en Na+1 y Cl-1

La superficie tiene carga negativa y los iones son atrados a la superficie.

Fig. 32.- (a) Partculas de arcilla e Iones disueltos en el agua. (b) partcula de arcilla cargada con los iones.

07/03/2015

19

Se dice que los cationes que atraen la partcula de arcilla son adsorbidos

El in atrado puede ser el presente en la

Estos iones adsorbidos, no siempre estn permanentemente unidos al mineral arcilloso.

masa de suelo. Tambin tiene que ver, con cual ion es ms activo.

Por ejemplo:

Si esta arcilla es lavada por KCl, la mayor parte de los iones de Na+1 se remplazan por los iones de K+1. Este procediemiento se conoce

o tambin como como intercambio de cationes

intercambio de bases.

De aqu que estos iones se denominen iones de cambio monovalentes.

Igualmente si al sistema suelo- agua se le agrega calcio, ocurre la substitucin del

cloruro de

ion Na+1 por el ion de Ca+2.

Este remplazo de los iones de sodio (Na+1) por los iones de calcio (de Ca+2), se aprecia en el espesor de la doble capa.

Doble capa conformada por iones hidratados de de Na+1

Doble capa conformada por iones hidratados de de Ca+2

Se aprecia que la doble capa se reduce o se deprime.

07/03/2015

20

La reduccin de la doble capa, trae como consecuencia una variacin favorable en las propiedades del suelo arcilloso desde el punto de vista ingenieril ya que la plasticidad del suelo tambin se reduce.

Mas adelante se presentar como la plasticidad del suelo arcilloso depende en un gran porcentaje de la naturaleza del ion de cambio.

Los minerales arcillosos difieren ampliamente en la propiedad de adsorber cationes. La tabla 16, muestra la cantidad de cargas positivas adsorbidos por 100 grs de mineral. Tabla N 16.- Iones positivos atrados por 100 grs de cada mineral arcilloso.

Mineral Nmero total de cargas positivas adsorbidas por 100

grs Montmorillonita 360 x 10 20 a 500 x 1020

Ilita 120 x 1020 a 240 x 1020

Caolinita 20 x 1020 a 90 x 1020

07/03/2015

21

Para explicar lo presentado en tabla 16, se har uso de la fig. 33.a. y 33.b, donde se muestra una partcula de caolinita y de montmorillonita, en estado seco y en estado saturado.

Partcula de caolinita en estado Partcula montmorillonita en estado seco de 1000 A x 10 A de espesor.

seco de 10000 A x 1000 A de espesor.

1 A = 10-7 mm

Estas partculas anteriormente.

estn rodeadas de iones, tal como ya se mencion

En promedio una partcula de montmorillonita contiene aproximadamente 14000 iones monovalentes

iones monovalentes.

En la fig. 33.c y 33.d, se presenta un detalle de una parte de la superficie lateral, de las partculas de montmorillonita y de caolinita.

En promedio una partcula de caolinita contiene aproximadamente 4000000 de

07/03/2015

22

Separacin de los iones de Na+1 en la partcula de montmorillonita en estado seco. Por tanto los iones no estn hidratados.

Separacin de los iones de Na+1 en la partcula de caolinita en estado seco. Iones sin hidratar.

La fig. 33.e, ilustra la condicin sin hidratar e hidratada del sus respectivos radios..

Na+1 con

Fig. 33.- (a) y (b) Partcula de montmorillonita y caolinita en estado seco. (c) y (d) Parte lateral de la superficie seca de la montmorillonita y caolinita mostrando la separacin de los iones de Na+1. (e) Radios atmicos del in de Na+1 en estado seco e hidratado.

07/03/2015

23

Ahora considere que caolinita se sumergen.

las partculas de montmorillonita y de

Al estar sumergidas las partculas de arcillas los iones monovalentes se hidratan, lo cual significa que molculas de agua son atradas por el ion. La fig. 34.a muestra el ion de Na+1 hidratado. Las molculas de agua son atradas a travs de la carga negativa del ion de oxigeno O-2

La fig. 34.b muestra una partcula de arcilla rodea de iones de sodio Na+1 hidratados, los cuales son atrados a su superficie a travs del ion H+1 de la molcula de agua.

Se aprecia tambin que algunos iones hidratados alejan de

se la

partcula de arcilla. Sin embargo ellos tienen movilidad

baja hasta

cierta distancia de la partcula de arcilla.

07/03/2015

24

La mayor concentracin de iones estn cerca de la superficie donde existe la mayor atraccin y por tanto su densidad decrece a medida que

la se alejan de superficie.

Recordemos que antes de sumergirse la partcula en agua, todos los iones estn adheridos a la partcula de arcilla, y luego de sumergirse, los iones toman la disposicin mostrada en la fig. 34.b. Esto se debe a que los iones de Na+1 al hidratarse son demasiado grandes para permanecer sobre las partculas del mineral arcilloso, lo que hace que los iones de cambio junto con su envoltura de agua se separen de las superficies minerales hacia posiciones de equilibrio.

Esta baja

capa de movilidad

iones de y alta

viscosidad, conforman lo que se denomina doble capa, cuyo espesor puede alcanzar los 400 A en las partculas de montmorillonita.

La fig. 34.c es equivalente a la fig. 34.b, donde se muestra el espesor de la doble capa y donde se aprecia con vara la concentracin de iones en

de la distancia a la partcula del

funcin respecto mineral.

07/03/2015

25

Se define la doble capa, como la distancia a la superficie de la partcula necesaria para neutralizar la carga neta de la partcula, y en esa distancia existe un potencial elctrico. Por tanto el mayor potencial elctrico

est cerca de la superficie de la partcula y va disminuyendo hasta tener un valor muy bajo, donde la concentracin de iones es igual a la existe en el agua intersticial o libre.

Se debe tener presente que muchas arcillas con elevado contenido de montmorillonita , puede ser bastante difcil separar la fase acuosa del mineral.

El agua libre constituye una fase separada del mineral arcilloso.

Las fig. 34.d y e, presentan la doble capa para una partcula de montmorillonita y de caolinita.

Tambin se entiende que debido a que el tamao de la partcula de caolinita es

la mucho mayor al de montmorillonita, habr mayor concentracin de iones alrededor de la partcula de caolinita, ya que hay mayor espacio para que ellos se posicionen en su superficie.

07/03/2015

26

Agua intersticial o agua libre (agua absorbida)

El agua de la doble capa est sometida a una fuerza de atraccin hacia la partcula de suelo ya que el agua es solidaria de los iones de cambio, que a su vez resultan atrados hacia la superficie del mineral por las fuerzas que existen entre el agua polar y las cargas elctricas en la superficie y por las fuerzas de van der Waals.

Agua de doble capa (agua adsorbida)

Fig. 34.- (a) Ion hidratado. (b) Doble capa. (c) Concentracin de iones variando con la distancia a la partcula. (d) Doble capa en la partcula de montmorillonita. (e) Doble capa en la partcula de caolinita.