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I.5.3. Substitutions isomorphiques dans les sépiolites
En dehors de la formule idéale donnée pour les sépiolites trioctaedriques, le feuillet des
de ces minéraux est presque toujours chargé négativement. Les cations situés dans la couche
octaédrique ou dans la couche tétraédrique peuvent être remplacés par d’autres cations de
taille et de valence différente. Cette substitution isomorphique a pour conséquence soit
d’entrainée une distorsion du réseau cristallin plus ou moins importante suivant le rayon
atomique du cation substituant, soit de créer un déficit de charge positive [84].
Les multiples possibilités de substitution provoquent une gamme de composition
chimique très variée. Nous trouvons ainsi, la Xylotile dans laquelle le magnésium est
remplacé partiellement par le fer ferrique [85]. Il existe aussi des sépiolites Nickélifères [86]
ou le nickèle remplace le magnésium cette variété a reçu le non de Falcondoîte ainsi que des
sépiolites alumineuses comportant une substitution de Si 4+ par Al 3+ compensée par une
substitution de Mg 2+ par Al 3+ en position octaédrique [87]. Enfin la sépiolite sodique a été
désignée sous le non de Loughnelite [88].
I.5.4. Charges de surface des sépiolites
Les minéraux argileux se caractérisent par une surface électrique non neutre. Il existe
deux types de charges :
1/ Une charge permanente ou structurelle liée aux substitutions ioniques.
2/ Une charge de surface variable selon le pH du milieu, liée aux réactions
chimiques qui se produisent à la surface des minéraux ou suite à l’adsorption de surfactants.
Dans le cas de la sépiolite, l’essentiel de la charge superficielle en solution a pour
origine la dissociation des sites amphotères (Si-OH) portés par les surfaces latérales, c’est
alors le pH, du milieu qui contrôle l’évolution de cette charge. Ainsi la variation de la charge
en fonction du pH est principalement due aux équilibrés amphotères suivant :
a/ En milieu acide la sépiolite se caractérise par une capacité d’échangé anionique,
une charge positive se développe : ≡Si-OH +H + ≡Si-OH + 2 .
b/ En milieu basique la sépiolite se caractérise par une capacité d’échangé cationique,
une charge négative se développe : ≡Si-OH +OH - ≡Si-O - +H + .
Ces groupes superficiels (–Si-OH) sont responsables de la capacité d’échange et de la
stabilité des suspensions aux valeurs de pH neutre ou basique. La présence de ces sites de
bordures, leur nature font que les fibres de la sépiolite présentent un point de charge nulle à
pH égale à 6 [89].