Hostname: page-component-cd9895bd7-dk4vv Total loading time: 0 Render date: 2024-12-26T07:50:38.441Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Methode diffractometrique de caracterisation des états d'hydratation des smectites stabilité relative des couches d'eau inserées

Published online by Cambridge University Press:  09 July 2018

J. Ben Brahim ,
N. Armağan ,
G. Besson  and
C. Tchoubar
J. Ben Brahim
Affiliation:
Laboratoire de Cristallographie (unité associée au CNRS no 810), Université d'Orléans, 45046 Orléans Cedex, France
N. Armağan
Affiliation:
Laboratoire de Cristallographie (unité associée au CNRS no 810), Université d'Orléans, 45046 Orléans Cedex, France
G. Besson
Affiliation:
Laboratoire de Cristallographie (unité associée au CNRS no 810), Université d'Orléans, 45046 Orléans Cedex, France
C. Tchoubar
Affiliation:
Laboratoire de Cristallographie (unité associée au CNRS no 810), Université d'Orléans, 45046 Orléans Cedex, France
Get access Rights & Permissions [Opens in a new window]

Resume

Nous décrivons un montage expérimental permettant d'obtenir, avec une bonne précision, des diagrammes de diffraction X de poudre d'argile dans un état hydraté homogène et de suivre la cinétique du processus d'hydratation. Nous avons pu déterminer, dans le cas de l'état homogène à une couche d'eau d'une beidellite sodique, la position des cations échangeables, le nombre total de molécules d'eau par maille et leurs coordonnées z, en utilisant une méthode de modèle basée sur la comparaison des profils expérimentaux et calculés des réflexions 00l. De plus nous avons comparé les caractéristiques structurales et en particulier le mode d'empilement des feuillets de l'état monocouche avec celui des états anhydre et bicouche. L'analyse du profil des réflexions 00l montre l'existence de fluctuations autour d'un espacement basal moyen . Ces fluctuations sont interprétées comme provenant de l'hétérogénéité de la distribution des charges dans le feuillet. Enfin, un processus théorique d'hydratation et de déshydratation est proposé.

Abstract

Abstract

Equipment is described for obtaining accurate X-ray powder patterns from homogeneous hydrated clays and for following the kinetic development of the hydration process. The positions of the exchangeable cations, the total number of water molecules per unit cell and their z coordinates are determined for homogeneous Na-beidellite with one water layer, using a modelling method based on the comparison of experimental and calculated 00l reflections. Further structural features, namely the stacking mode of the layers in the direction and the size distributions of coherent domains, are compared with those corresponding to the anhydrous and the two-water-layer states of the same material. Shape analysis of the 00l reflections shows the existence of small fluctuations around each specific d-spacing value, which are interpreted in terms of heterogeneity of the charge distribution of the layers. A theoretical hydration-dehydration process is proposed for the material studied on the basis of experimental kinetic observations.

Type
Research Article
Information
Clay Minerals , Volume 21 , Issue 2 , June 1986 , pp. 111 - 124
Copyright
Copyright © The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland 1986

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Alcover, J.F. (1978) Organisation de l'espace interlamellaire des vermiculites. Thèse, Université d'Orléans, France.Google Scholar
Alcover, J.F. & Gatineau, L. (1980) Structure de l'espace interlamellaire de la vermiculite-Mg bicouche. Clay Miner. 15, 25–35.Google Scholar
Ben Brahim, J., Armagan, N., Besson, G. & Tchoubar, C. (1983) X-ray diffraction studies on the arrangement of water molecules in a smectite. I.—Homogeneous two-water-layer Na-beidellite. J. Appl. Cryst. 16, 264–269.Google Scholar
Ben Brahim, J., Besson, G. & Tchounar, C. (1984) Etude des profils des bandes de diffraction X d'une beidellite-Na hydratée a deux couches d'eau. Détermination du mode d'empilement des feuillets et des sites occupés par l'eau. J. Appl. Cryst. 17, 179–188.Google Scholar
De la Calle, C., Pézerat, H. & Gasperin, M. (1977) Problèmes d'ordre-désordre dans les vermiculites. Structure du minéral calcique à deux couches. J. Phys. 38, C7–128.Google Scholar
De Courvllle, J., Tchoubar, D. & Tchounar, C. (1979) Determination expérimentale de la fonction d'orientation. Son application dans le calcul des bandes de diffraction. J. Appl. Cryst. 12, 332–338.Google Scholar
Glaeser, R. & Mering, J. (1968) Domaines d'hydratation homogène des smectites. C.R. Acad. Sci. Paris 267, 463–466.Google Scholar
Glaeser, R. & Mering, J. (1975) Influence du taux de substitution isomorphique en couche tétraèdrique sur les propriétés et l'organisation structurale des smectites dioctaèdriques. Proc. Int. Clay Conf. Mexico, 173–183.Google Scholar
Kodama, H., Gatineau, L. & Mering, J. (1971) An analysis of X-ray diffraction line profiles of microcrystalline muscovites. Clays Clay Miner. 19, 405–413.Google Scholar
Lagaly, G. & Weiss, A. (1975) The layer charge of smectite layer silicates. Proc. Int. Clay Conf. Mexico, 157–172.Google Scholar
Maire, J. & Mering, J. (1970) Chemistry and Physics of Carbon (Walter, P.L., editor). 6, 125–189. Marcel Dekker, New York.Google Scholar
Many, J. (1968) Recherches sur l'hydratation de la montmorillonite: Propriétés diélectriques et structure du film d'eau. Thèse Fac. Sci. Paris, France.Google Scholar
Pézerat, H. & Mering, J. (1958) Detection des cations échangeables de la montmorillonite par l'emploi des séries différences. Bull. Gr. Fr. Argiles. 10, 25–26.Google Scholar
Pézerat, H. (1967) Recherches sur la position des cations échangeables et de l'eau dans les montmorillonites. C.R. Acad. Sci. 265, 529–532.Google Scholar
Reynolds, R.C. (1968) The effect of particle size in apparent lattice spacing. Acta Cryst. A24, 319–320.Google Scholar
Ross, M. (1968) X-ray diffraction affects by non ideal crystals of biotite, muscovite, montmorillonite. Z. Kristallogr. Kristallogeom. 126, 80–97.Google Scholar
Shirozu, H. & Bailey, S.W. (1966) Crystal structure of a two-layer Mg-vermiculite. Am. Miner. 51, 1124–1143.Google Scholar
Tchoubar, C. Plançon, A., Ben Brahim, J. Clinard, C. & Sow, G. (1982) Caractéristiques structurales des kaolinites désordonnées. Bull. Soc. Fr. Minéral. Cristallogr. 105, 477–491.Google Scholar
Tettenhorst, R. & Robertson, H.F. (1973) X-ray diffraction aspects of montmorillonite. Am. Miner. 58, 73–80.Google Scholar
Trunz, V. (1976) Influence of crystalline size on the apparent basal spacing of kaofinite. Clays Clay Miner. 24, 84–87.Google Scholar
Walker, G.F. & Cole, W.F. (1957) The Differential Thermal Investigation of Clays (Mackenzie, R.G., editor). Mineralogical Society, London.Google Scholar