Utilização de picos de reflexão de alta ordem de raios - x de síncrotron para o estudo da intercalação de água em argila sintética no regime de baixa umidade relativa

Abstract

Nesse trabalho sugerimos um modelo de procedimento experimental utilizando a técnica de espalhamento de raios-X para o estudo da dinâmica de intercalação de água na argila sintética Lítio-Fluorohectorita, que é uma argila expansível considerada pura. Sua fórmula química por meia célula unitária é dada por: Li0,6 - (Mg2,4 Li0,6) Si4 O10 F2 . Seus planos cristalinos formam plaquetas, nas quais a água pode intercalar fazendo com que essas se expandam na direção de empilhamento formando 0, 1, 1,5 e 2 camadas de água (WL). Adotando a nossa argila como sendo centrossimétrica estudamos o comportamento do processo de intercalação de água na camada intermediária da Lítio-Fluorohectorita para o regime de uma camada de água. O resultado desse procedimento mostrou um comportamento diferenciado entre as amplitudes dos picos de reflexão de alta ordem, usualmente não estudados para esse tipo de argila devido a sua baixa intensidade. À medida que a água entra na camada intermediária no regime de 1WL, mostramos que há diminuição da intensidade de espalhamento para as reflexões (002 e 006) e aumento para as reflexões (003 e 005) assim como não há mudança significativa na intensidade do pico (004). Utilizamos dados experimentais, cuja análise da intensidade dos picos confirmou qualitativamente o nosso modelo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this work we suggest a model of experimental procedure using the X-ray scattering technique to study the dynamics of water intercalation in the synthetic clay Lithium-Fluorohectorite (Li-Fh), which is a swollen clay, considered pure. It’s chemical formula per half unite cell is: Li0,6 - (Mg2,4 Li0,6) Si4 O10 F2 . Its crystalline planes form platelets, in which the water can intercalate making so these platelets to expand in the stacking direction, forming 0, 1, 1.5 and 2 water layers (WL). Adopting the centrossimetric clay model, we studied the behaviour of the water intercalation in the intermediary layer of Li-Fh for one water layer regime (1WL). The results of this procedure show different behaviour among the peaks of high order reflection, usually not studied for this clay because its low intensity. As the water penetrates the intermediary layer, in the 1WL regime, we show that there is a reduction in the scattering intensity for the reflections (002 and 006) and an increase in the scattering intensity for the reflections (003 and 005). Also we show that there is no significant change in the intensity for the reflection peak (004). We used the experimental data whose intensity analysis confirmed qualitatively our model.