propriedades e aplicações de montmorilonita e caulim

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Atividade Assíncrona 1 
Parte 1 
 
A. Montmorilonita, comercialmente conhecido como bentonita, é um argilo mineral com 
tamanho de partículas que pode variar de 2 μm a 0,1 μm, com tamanho médio 
aproximadamente de 0,5 μm. Pertence ao grupo dos filossilicatos 2:1, e sua 
estrutura é composta por 2 folhas tetraédricas de sílica com uma folha central 
octaédrica de alumina, unidas por átomos de oxigênio em ambas folhas. No interior 
dessas folhas a união ocorre devido à forças polares fracas, enquanto que, entre as 
folhas é predominante ligações de Van der Walls. Nessa região existem lacunas que 
abrigam cátions trocáveis, como Na⁺, Ca2+ e Li2+. 
Devido a essa estrutura cristalina a bentonita apresenta as seguintes propriedades: 
● Expansão volumétrica; 
● Adsorção de água; 
● Inchamento interlamelar (onde o Ca+ adsorve menos água quando 
comparado com Na+); 
● Moderada carga negativa superficial; 
● Resistência à altas temperaturas; 
● Resistência a solventes; 
● Resistência à compressão e baixa compressibilidade; 
● Plasticidade; [1] 
 
B. Sozinha, a bentonita apresenta uma contribuição industrial maior que todos os 
outros tipos de argilas industrias reunidas. A figura 1, a seguir apresenta a 
distribuição para o uso industrial da bentonita. 
 
 
Figura 1: principais usos industriais para a bentonita [2]. 
 
Uso 1: Para o uso de perfuração a bentonita é utilizada para refrigerar e limpar a 
broca de perfuração, redução de fricção do equipamento, formação de torta de 
filtragem na parede do poço a fim de evitar desmoronamento, conferir tirotrópia à 
lama, e viscosidade à lama [1]. 
Uso 2: Para a pelotização de minério de ferro é utilizado de 6 a 8 kg de bentonita 
sódica para cada tonelada de ferro, para promover resistência às pelotas verdes 
após o processo de queima e calcinação [1]. 
Uso 3: Para o uso em fundição a bentonita é adicionada na areia, como agente 
aglomerante, para a preparação de moldes. Promove a aglutinação ao quartzo, 
 
 
levando-o a adquirir propriedades físicas (porosidade, refratariedade, etc.) 
apreciáveis moldes de fundição [1]. 
Uso 4: A bentonita é aplicada na construção civil para a cobertura de aterros, 
impermeabilizante de bacias, devido à plasticidade resistência à compressão e baixa 
compressibilidade [1]. 
Uso 5: Devido a sua capacidade de adsorver e estabilizar 
íons/moléculas/gases/líquidos é utilizado na agropecuária para controlar odor de 
fezes e urinas de animais [1]. 
 
C. Devido às suas propriedades físicas e químicas a gama de aplicação para o caulim 
é extensa, com destaque para a fabricação de papéis e revestimentos, cerâmica 
branca, fibra de vidro, plásticos, tintas, borrachas, catalisadores para craqueamento 
de petróleo, concreto de alto desempenho e refratários. O uso do caulim se deve 
pelas seguintes propriedades: 
● Fácil dispersão; 
● Baixa condutividade térmica; 
● Baixa condutividade elétrica; 
● Maciez; 
● Baixa abrasividade; 
● Insolubilidade e inércia química; 
● Alvura; 
Uso 1: Para o uso em cerâmica branca o caulim é adicionado para aderir cor branca 
a massa e suportar o óxido de alumínio, que durante o processo de queima regula a 
reação de equilíbrio. Nesse processo, acima de 1000°C, o caulim se transforma em 
mulita, causando a formação de uma fase vítrea que atua como esqueleto ao 
produto, contribuindo para a resistência mecânica e redução da deformação 
piroplástica [1]. 
Uso 2: Na fabricação de louças de mesas, o mesmo deve apresentar baixo teor de 
ferro e titânio para conferir a cor desejada à peça. Além de conferir cor ao produto, é 
possível aumentar a resistência, e melhorar a moldabilidade da matéria prima na 
etapa de produção [1]. 
Uso 3: Ao grés porcelanato é possível adquirir a brancura do produto, pois auxilia na 
plasticidade aumentando o teor de alumina [1]. 
Uso 4: Em polímeros como o nylon, poliuretano, polietileno insaturado, poliolefinas e 
pvc promove acabamento liso à superfície, além de ocultar fibras, reduzir contração 
e fratura durante processos de composição e moldagem da matéria prima. Também 
é possível melhorar algumas propriedades mecânicas, elétricas e térmicas [1]. 
 
Parte 2 
 
A. Plasticidade é uma propriedade dos materiais que consiste na deformação do 
mesmo perante a esforços externos sem romper-se, além de voltar a sua forma 
original após o esforço aplicado ser retirado [3]. 
Para apresentar comportamento plástico é necessário que a argila entre em contato 
com a água, que em quantidade apreciáveis permite que o material seja trabalhado, 
já que, a plasticidade em argilas é resultado da película sobre a superfície dos 
argilominerais, formada pelo contato com a água, causando forças atrativas entre as 
 
 
partículas de argilominerais, que são carregadas eletricamente mais a ação 
lubrificante da água entre as partículas. 
O índice de plasticidade das argilas pode ser medida por meio do método de 
Atterberg, que definiu os limites de retração, plasticidade e liquidez das argilas 
dividindo pelos valores de umidade. A diferença entre os limites de plasticidade e 
liquidez é considerada com o índice de plasticidade de Atterberg. Entretanto, a 
técnica mais utilizada para encontrar o índice de plasticidade de argilas é por meio 
de um aparelho chamado de plasticímetro de Pfefferkorn, onde o índice de 
plasticidade da argila é obtido como pela porcentagem de umidade na amostra para 
uma altura específica [4]. 
B. Devido a ação de intemperismo os argilominerais são considerados minerais 
secundários, essa interação rocha-solo leva ao material a capacidade de troca 
iônica, pois o mesmo apresenta íons disponíveis para interação em sua superfície, e 
em sua estrutura cristalina. Esta propriedade surge em função do alto potencial das 
argilas em reagirem com cátions de soluções por apresentarem cargas negativas 
em sua superfície externa [5]. 
Os fatores que influenciam na capacidade de troca de cátions neste material varia 
de acordo com os seguintes fatores: concentração dos íons trocáveis e adsorvidos, 
dimensão (quanto maior a área superficial, maior a troca catiônica), da natureza e de 
seu potencial de hidratação (durante a hidratação as reações físico-químicas de 
troca iônica são facilitadas). 
CTC pode ser calculada por vários meios, a seguir, são listadas alguns meios [6]. 
CTC efetiva (t): é a capacidade de troca de cátions do solo no seu pH natural. 
 
t = Al + Ca2⁺ + Mg2⁺ + K⁺ 
ou 
t = SB + Al 
 
CTC (F): É a capacidade de troca de cátions a pH 7,0. 
 
T = SB + H + Al 
 
C. A propriedade físico-químico que pode ser observada pela substituição de cátions a 
montmorilonita é o inchamento interlamelar. Neste caso, cátions de lítio, sódio ou 
cálcio se alojam nas lacunas da estrutura cristalina, alterando as forças de atração 
nas mesmas. Ao contrário do cálcio, a substituição pelo sódio leva ao 
distanciamento das lamelar e menores forças de atração [1]. 
 
Referências 
 
[1] Rochas & Minerais Industriais/Ed. Adão Benvindo da Luz e Fernando Antonio Freitas 
Lins. 2.Ed. - Rio de Janeiro, p. 239, 2008. 
[2]] TRIGUEIRO, P.A. Montmorilonita como suporte para remoção de proteínas no processo 
de clarificação/estabilização dos vinhos e para obtenção de pigmentos híbridos, João 
Pessoa, p.33, setembro 2018. 
[3] CAMPOS, L. F. A. et al . Características de plasticidade de argilas para uso em cerâmica 
vermelha ou estrutural. Cerâmica, São Paulo , v. 45, n. 295, p. 140-145, maio 1999 . 
[4] Rawet, P. S. Santos, Cerâmica 26, 128 (1980) 193. 
 
 
[5] FERREIRA, W. de A.; BOTELHO, S.M. Capacidade de troca de cátions das principais 
classes de solos da Amazônia. determinada a diferentes valores de pH. Belém: Embrapa 
Amazônia Oriental, 1999. 
[6] Ronquim, Carlos Cesar. Conceitos de fertilidade do solo e manejo adequado para as 
regiões tropicais / Carlos Cesar Ronquim. – Campinas: Embrapa Monitoramento por 
Satélite, 2010.