Troca cationica
A capacidade de troca catiônica é uma propriedade importante das argilas, pois pela troca de cátions pode-se modificá-las quimicamente influindo diretamente sobre suas propriedades físico-químicas e possíveis aplicações tecnológicas. Os cátions trocáveis podem ser orgânicos ou inorgânicos. Adicionalmente, a hidratação dos cátions interlamelares causa o acúmulo de moléculas de água no espaço interlamelar das argilas e seu consequente inchamento ou expansão, aumentando as distâncias interlamelares.
A capacidade de troca de cátions dos solos é dependente do seu pH. Isto é devido, principalmente, à série liotrópica, que descreve a força de adsorção relativa vários cátions.
Conforme aumenta a acidez do solo, o pH diminui, mais íons H+ estão ligados aos coloides e empurram outros cátions dos coloides que estão dispersos no solo, diminuindo assim a capacidade de troca de cátions. Inversamente, quando os solos tornam-se mais básicos (pH aumenta), os cátions disponíveis em solução diminuiem porque há menos íons H+ para empurrar cátions na solução do solo a partir dos colóides e a capacidade de troca de cátions aumenta. Alguns valores de capacidade de troca catiônica em argilas foi constatada por Carrol (1959) em meq/100g no pH 7,0:
Para Carroll (1959), a troca iônica em argilas e outros minerais é dependente da estrutura cristalina do mineral e da composição química de uma solução em contato com o mineral. A troca iônica nestes minerais é uma reação química reversível que ocorre entre os íons, realizada perto de uma superfície mineral por cargas elétricas desequilibradas no quadro mineral e íons em uma solução em contato com o mineral. Geralmente, o excesso de carga sobre o mineral é negativo, e que atrai cátions da solução para neutralizar esta carga. As reações químicas em troca iônica seguir a lei de proporção de massa, mas as reações são restritas ao número de sítios de troca de mineral, e por a força da ligação