UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

4.3.4- Sistema (Mn,Ca)CO3-H2O
Formación a escala molecular de soluciones sólidas
Como se abordó ampliamente en el capítulo dedicado a la termodinámica
de los distintos sistemas estudiados en esta tesis (capítulo 3), la diferencia entre
el sistema (Mn,Ca)CO3-H2O y los dos anteriores ((Ba,Ca)CO3-H2O y (Sr,Ca)CO3-
H2O), radica principalmente en dos aspectos. En primer lugar, el carbonato de
manganeso estable a 25º C y 1 atmósfera (rodocrosita) cristaliza, al igual que la
calcita, en el sistema romboédrico, por lo que este sistema no es susceptible
(desde el punto de vista de la termodinámica) de sufrir procesos de
transformación de fase como el descrito en el sistema (Sr,Ca)CO3-H2O; en
segundo lugar, el coeficiente de reparto del Mn en la calcita, en comparación con
el de Ba y Sr, es más alto. Es decir, el Mn se incorpora en la calcita muy
fácilmente. Puesto que el producto de solubilidad de la rodocrosita es
sensiblemente más bajo que el de la calcita, se deduce que el Mn presente en
solución puede modificar, incluso en concentraciones muy bajas, las propiedades
termodinámicas del sólido (Mn,Ca)CO3 resultante de la reacción. Estas
características del sistema permiten explicar, en gran medida, el comportamiento
observado en los experimentos de AFM.
Al igual que ocurría en el sistema (Sr,Ca)CO3-H2O, los distintos
experimentos realizados mostraron nuevamente un fuerte control del substrato
formado durante el crecimiento sobre la posterior evolución del sistema (efecto
“plantilla”). Sin embargo, existen diferencias notables entre ambos sistemas. En
primer lugar, el efecto plantilla producido por la presencia de manganeso en la
solución es mucho más acusado que el producido por el estroncio. Efectivamente,
se necesita una concentración muy baja de Mn en la solución ([Mn]=0,01 mmol/L)
(figura 4.32) para que este efecto sea apreciable, mientras que el efecto es
apenas apreciable para concentraciones de Sr en solución mucho mayores
([Sr]=0,2 mmol/L) (figura 4.22). Además, el efecto del nuevo substrato formado
por la incorporación de Mn afecta directamente al avance de la capa de
crecimiento situada inmediatamente por encima. En el caso del estroncio, este
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