Гидратная оболочка глинистых частиц и краткая характеристика

Глинистый минерал палыгорскит. его структура и основные свойства.

Глинистый минерал каолинит, его структура и основные свойства.

Кристаллическая решетка каолинита состоит из двух слоев: кремниево – кислородного тетраэдра и алюминиево – кислородного октаэдра. В каолинитовых глинах в результате гидратации алюминиево – кислородного октаэдра большая часть атомов кислорода у октаэдра замещена атомами гидроксила. Таким образом пачки контактируют разноименными поверхностями, что обеспечивает прочную связь между ними. Поэтому каолинитовые глины диспергируют хуже, чем монтмориллонитовые.

Обменная емкость выражается количеством миллиграмм – эквивалентов обменных катионов, содержащихся в 100 граммах сухой глины.

Обменная емкость монтмориллонита 80-150 мг - экв / 100г., палыгорскита 20 – 30 мг - экв / 100г., гидрослюд 10 - 40 мг - экв / 100г., каолинита 3 - 15 мг - экв / 100г.

Палыгорскит имеет волокнистое строение. Кристаллы палыгорскита состоят из двойных цепочек кремниево – кислородных тетраэдров. Вершины тетраэдров попеременно обращены в противоположные стороны и образуют двойные зубчатые слои. Обе цепочки кремниево – кислородных тетраэдров соединяются между собой алюминиево – кислородными октаэдрами. Внутри решетки имеются каналы, где располагаются молекулы воды и адсорбированные катионы.

Палыгорскит имеет жесткую структурную решетку и поэтому может адсорбировать воду, не увеличиваясь в объеме. Палыгорскит солеустойчив. Солеустойчивость его объясняется волокнистой структурой, высокой гидрофильностью и размещением основного количества адсорбционных катионов во внутри кристаллических каналах.

Обменная емкость выражается количеством миллиграмм – эквивалентов обменных катионов, содержащихся в 100 граммах сухой глины.

Обменная емкость монтмориллонита 80-150 мг - экв / 100г., палыгорскита 20 – 30 мг - экв / 100г., гидрослюд 10 - 40 мг - экв / 100г., каолинита 3 - 15 мг - экв / 100г.

Взаимодействие между дисперсной фазой и дисперсионной средой оказывает существенное влияние на свойства промывочных жидкостей. Это взаимодействие проявляется в притяжении или отталкивании молекул дисперсионной среды поверхностью частиц дисперсной фазы.

Благодаря притяжению молекулы воды вблизи твердых частиц располагаются более компактно и не могут свободно перемещаться, т.е. находятся в связанном состоянии. Вода этого слоя, называется связанной водой.

В зависимости от силы притяжения, связанная вода состоит из нескольких слоев молекул. Чем больше силы притяжения, тем из большего числа слоев молекул состоит связанная вода.

По мере удаления от поверхности твердой частицы, молекулы дисперсионной среды испытывают меньшее притяжение. Связь между ними и твердой поверхностью ослабевает, и на некотором расстоянии от поверхности частицы дисперсной фазы молекулы дисперсионной среды уже не испытывают притяжения.

Вокруг частицы твердой фазы образуется сольватная оболочка из молекул дисперсионной среды. Если дисперсионная среда вода, то эта оболочка называется гидратной. Оболочка развита неравномерно по поверхности дисперсной фазы. Наибольшая ее толщина по плоским поверхностям частицы, наименьшая на углах, ребрах.

Гидратные оболочки являются фактором стабильности буровых растворов. Они предохраняют частицы дисперсной фазы от слипания и выпадения в осадок.

Дата добавления: 2015-05-10