Irreversible Collapse of Montmorillonite

Abstract

A number of variable charge montmorillonites were prepared. One portion of each sample was extracted with ammonium chloride, while a second portion was first saturated with calcium chloride, washed, and then extracted with ammonium chloride. In both cases, the number of cations displaced by ammonium chloride was determined. The number of calcium ions displaced from Ca-saturated samples was higher than the sum of the number of lithium and calcium ions displaced from Li, Ca-mixed samples. The differences, increasing towards Li-rich end of the series are assumed to be due to protons liberated from the reaction of lithium ions with either structural hydroxyl groups or residual water molecules, as has been shown by other investigators. Supplementary X-ray and i.r. data lend support to this idea.

Résumé

On a préparé un certain nombre de montmorillonites à charge variable. Une fraction de chaque échantillon a été extraite par le chlorure d’ammonium, tandis qu’une seconde fraction a été d’abord saturée par le chlorure de calcium, puis lavée et enfin extraite au chlorure d’ammonium. Dans les deux cas, on a dosé le nombre de cations déplacés par le chlorure d’ammonium. Le nombre d’ions calcium déplacés à partir des échantillons saturés par Ca est plus élevé que la somme des ions lithium et calcium déplacés à partir d’échantillons mixtes Li-Ca. On fait l’hypothèse que les différences qui augmentent au fur et à mesure qu’on se rappoche du terme extrême des séries constitué par un système riche en Li. sont dues aux protons libérés lors de la réaction des ions lithium avec, soit les groupes hydroxyle de constitution, soit les molécules d’eau résiduelle, comme cela a pu étre montré dans d’autres travaux. Des données supplémentaires obtenues en diffraction X et en spectrométrie i.r. s’accordent pour renforcer cette idée.

Kurzreferat

Eine Anzahl von Montmorilloniten verschiedener Ladung wurde hergestellt. Ein Teil jeder Probe wurde mit Ammonium-chlorid extrahiert während ein zweiter Teil zunächst mit Calciumchlorid gesättigt, gewaschen, und dann mit Ammonium-chlorid extrahiert wurde. In beiden Fällen wurden die durch Ammoniumchlorid ersetzten Kationen bestimmt. Die Anzahl der in den Cagesättigten Proben ersetzten Calciumionen war grösser als die Summe der aus gemischten Li, CaProben ersetzten Lithium und Calciumionen. Es wird angenommen, dass die Unterschiede, die sich gegen das Li-reiche Ende der Reihe vergrössen, eine Folge der durch die Reaktion von Lithiumionen mit entweder strukturellen Hydroxylgruppen oder residuellen Wassermolekülen frei gewordenen Protonen sind, wie bereits durch andere Forscher festgestellt wurde. Zusätzliche Röntgen- und Infrarotdaten bekräftigen diese Idee.

Резюме

Приготовили несколько образцов монтмориллонита. Одна порция каждого образца подвергалась хлористоаммониевой вытяжке, в то время как вторая порция была сперва насыщена хлористым кальцием, отмучена, а затем экстрагирована хлористым аммонием. В обоих случаях определяли число катионов смещенных хлористым аммонием. Число ионов кальция смещенных в образцах насыщенных Са было выше, чем общее число ионов лития и кальция смещенных из смешанных образцов Li и Са. Предполагают, что разницы, повышающиеся по направлению к концу серии богатой Li, зависят от протонов выделившихся в свободном состоянии от реакции ионов лития либо с группами структурных гидроксилов либо с молекулами остаточной воды, как доказали другие исследователи. Добавочные рентгеновские и инфракрасные данные поддерживают эту гипотезу.