Structure et microstructure de la Montmorillonite a Structure de la Montmorillonite[11] La formule gnrale de la maille lmentaire de la montmorillonite est M ð Al Mg ð VI ð Si O ð IV ð OH ð nH O X 4 ð X X 8 20 4 2 M reprsente les cations changeables VI dsigne la couche octadrique IV dsigne la couche
Variation de la capacit d change en fonction de H Si on mesur la p capacit d change d un chantillon de sol qui leur pH est chang successivement on remarque que pourdes valeurs de H< 6 la capacit d change ne varie pas en p fonction de pH par exemple pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 6 = 15 meq/100g Au dessus de 6
Les zolites sont un groupe de substances naturelles minraux et des matriaux synthtiques connus pour leur structure cristalline unique et leurs proprits remarquables Ces minraux sont souvent utiliss dans un large ventail d applications industrielles en raison de leurs capacits exceptionnelles d adsorption d change de cations et de tamis molculaire
L illite est un type de minral argileux qui appartient au groupe des minraux phyllosilicates non expansifs ou non gonflants C est un constituant commun des roches sdimentaires telles que le schiste et peut galement être trouv dans les sols et les roches altres L illite est compose de minuscules particules plates ou plaques d une taille infrieure
MATÉRIELS ET MÉTHODES Dtermination de la capacit d change cationique CEC mthode AFNOR 1994 La capacit d change cationique d un sol est la quantit totale de cations que ce sol peut adsorber
Les colonnes HiScreen Capto S ImpAct sont prremplies l aide du milieu de chromatographie par change de cations Capto S ImpAct Ces colonnes reprsentent un excellent choix pour l optimisation de la mthode et la slection des paramètres
5 74 Pour dterminer la quantit maximale d acide amin suscepti¬ ble de se fixer on a recours aux isothermes d adsorption On s aperçoit que cette quantit est toujours infrieure la capacit d change de l argile 110 2 meq/lOO g d argile et qu elle est fonction du pH
Qu est ce que la montmorillonite La montmorillonite est un type de minral argile qui a la formule gnrale NA CA Al Mg 2 Si 4 O dix OH 2 O Ce minral appartient au groupe de phyllosilicate Le système cristallin de ce matriau est monoclinique et l apparence peut être dcrite comme blanche rose pâle rouge
Les zolites sont un groupe de substances naturelles minraux et des matriaux synthtiques connus pour leur structure cristalline unique et leurs proprits remarquables Ces minraux sont souvent utiliss dans un large ventail d applications industrielles en raison de leurs capacits exceptionnelles d adsorption d change de cations et de tamis molculaire
Variation de la capacit d change en fonction de H Si on mesur la p capacit d change d un chantillon de sol qui leur pH est chang successivement on remarque que pourdes valeurs de H< 6 la capacit d change ne varie pas en p fonction de pH par exemple pH 2 pH 3 pH 4 pH 5 pH 6 = 15 meq/100g Au dessus de 6
Mesurer la CEC permet d estimer le potentiel de fixation des cations changeables sur le complexe argilo humique du ître la capacit d change cationique d un sol permet d apprcier les possibilits d change des cations entre le sol et la vigne La capacit d change cationique dpend de la quantit d argiles et d humus prsents dans le sol
Remerciements Avant tout nous remercions Dieu pour tout le courage et la force qu il m a donn pour faire ce travail Nos tiens adresser mes sincères remerciements mon encadreur monsieur le Mr ROUAHNA Nour Elddinne de son encadrement sa disponibilit sa comptence son dvouement et de ses conseils judicieux qui m ont t d un grand soutien
La capacit d change de cations de l illite est infrieure celle de l argile Montmorillonite mais suprieure celle de l argile kaolinite Les minraux actifs de l argile illite comprennent le calcium le silicium le magnsium le potassium le silicium le manganèse le phosphore le cuivre et le slnium
La chromatographie par change d ions IC Ion exchange Chromatography souvent appele chromatographie ionique dsigne l identification des ions l aide de rsines changeuses d ions [1] Cette technique appartient aux mthodes chromatographiques qui sont largement utilises dans tous les domaines de l analyse chimique pour leur souplesse
Le prsent document spcifie une mthode de dtermination de la capacit d change cationique CEC et de la teneur en cations changeables Al Ca Fe K Mg Mn Na dans le sol l aide d une solution de trichlorure de cobaltihexammine utilise comme ractif d extraction
Liste des illustrations Fig 1 — Modèles structuraux de la montmorillonite A d après Hoffmann B d après Edelman; Tableau 1 Caractrisation cristallochimique globale des principales espèces du groupe des phyllosilicates 2/1; Tableau 2 Constitution cristallochimique de la montmorillonite; Fig 2 — Dtermination du taux d eau de constitution Δ % = P — S dans la
3 Les cations changeables Ca 2 Mg 2 K et Na sont donc des acides très faibles il est vrai À proximit des charges ngatives de l argile et de la MO les cations changeables peuvent avoir trois grands types de position Charlet & Schlegel 1999 figure 1 a Dans la couche de Stern une distance des charges ngatives très faible de l ordre du dixième de
dans le raffinat une quantit notable de solut c est pourquoi on recommence plusieurs fois l opration [3] L extraction liquide liquide est une opration qui permet la sparation d un ou plusieurs Extraction par change de cations
Les proprits de rtention d eau de sols et d argiles extraites de sols ont t mises en relation avec la capacit d change en cations et la surface spcifique EGME La rtention d eau au potentiel matriciel −1 6 MPa est très bien corrle la CEC qu il s agisse des sols ou des argiles extraites
La raction d change de cations sera 2 R H Ca R 2 Ca 2 H R H Na R Na H Dans ces quations R reprsente la rsine changeuse de cations L change est illustr dans la figure 5 La rsine est initialement sous forme hydrogène H Les anions ne sont pas montrs dans cette illustration Vous voyez qu un ion
A l aide du microscope lectronique on a tudi systmatiquement des suspensions de montmorillonite et d hectorite bien disperses et satures par les cations H Na et Ca Les expriences ont permis de montrer l importance du milieu ionique dans les caractères fondamentaux des suspensions sches L tude des micrographies ainsi obtenues a permis
La capacit d change cationique dcoule directement de la structure des argiles et de leurs caractristiques chimiques Les argiles constituent de formidables rservoirs d eau et d lments vitaux pour la vgtation Un gramme de montmorillonite reprsente 500 m2
Le dosage des protons rcuprs lors de l change a per mis de dduire la somme des cations retenus par la rsine Ce dosage a t effectu sur 10 ml d eau adoucie avec une solution de NaOH 0 1N en prsence de phnolphtaline RÉSULTATS ET DISCUSSIONS Dans ce qui suit nous noterons les diffrentes rsines de la façon suivante
Liste des illustrations Fig 1 Adsorption de nucloside par la montmorillonite Na diffrents pH; Fig 2 Effet du pH sur l adsorption de quatre s triazines sur la montmorillonite Na Weber 1970 Fig 3 Reprsentation schmatique des diffrents complexes montmorillonite bleu de mthylene; Fig 4 Variations de la densit lectronique pour un complexe vermiculite glycol
Alors que la kaolinite n a que 5 20 m 2 de surface d change par gramme La montmorillonite ou argile verte est de beaucoup la plus efficace mais elle contient du calcium ce qui a pour consquence d accroitre un peu la duret de l eau ; si nous souhaitons une duret très faible de l eau il sera prfrable de choisir de la kaolinite
A partir de cette dfinition de la suspension nous avons donc tabli un certain nombre de relations entre les variables et les grandeurs caractristiques du système telles que le potentiel lectrique au voisinage des particules et nous avons ramen le problème de l change d ions la recherche d une loi reliant les concentrations
L image de droite illustre ce que je veux dire par exemple au niveau A dans le lit de rsine la rsine est 50% rgnre et 50% sature Au dessus de la zone d change la rsine est totalement sature et en dessous de la zone d change elle est dans cette petite image totalement rgnre