Análisis de Suelos capítulo II

Unidad Académica 2.

Soluciones-Elementos-Clases de soluciones-Coeficiente de solubilidad-Curva de solubilidad-Formas de expresión de la concentración de las soluciones-Soluciones standard o patrón y valoradas-Su conservación.

Una solución química es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se llama SOLUTO y la sustancia donde se disuelve se llama SOLVENTE.

Las soluciones según el estado físico o de agregación se clasifican en:

Agronómicamente, desde el punto de vista del estado físico de la solución,  nos interesan las soluciones sólido-líquido (agua del suelo) y sólido-sólido (suelo agrícola). Eventualmente, trabajamos con las soluciones líquido-líquido (cuando el  producto comercial a disolver es líquido: soluto, y lo disolvemos en agua, solvente). Desde el punto de vista del número de componentes nos interesan las soluciones binarias o disoluciones.

Coeficiente de solubilidad: gramos de soluto que saturan 100 gramos de solvente a una temperatura determinada, (relación soluto/solvente). Ejemplo: el coeficiente de solubilidad del cloruro de sodio: NaCl a 20°C es 36. Significa, que a 20°C, 100 gramos de agua disuelven máximo 36 gramos de NaCl. Si se agregaran 36.5 gramos de NaCl en 100 gramos de agua (en un vaso de precipitados), 0.5 gramos de NaCl no se disolverán y se acumularán en el fondo del vaso.

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Si tomamos como ejemplo el NaCl, tendremos en (1) 100 mL de agua a 20°C en un vaso de precipitados. Si agregamos, por ejemplo, 10 gramos de NaCl (2), tendremos una solución diluída de NaCl; si agregamos 34 gramos de NaCl (3) tendremos una solución concentrada. Si el coeficiente de solubilidad del NaCl es 36 y, agregamos 36.5 gramos de NaCl (4) tendríamos una solución saturada líquida sobrenadante y 0.5 gramos de NaCl sin disolver que se acumulan en el fondo del vaso y, todo el conjunto del vaso sería una solución sobresaturada pues ha sobrepasado su coeficiente de solubilidad.

La solubilidad de una sustancia es su capacidad para disolverse en un determinado solvente. En nuestro caso, el solvente universal es el agua.

Normalmente, la solubilidad de una sustancia se expresa en gramos de soluto en 100 gramos (suelo) o mL (agua) de solución (relación soluto/solución).

La concentración de las soluciones se puede expresar:

En la actividad agrícola,  la concentración de las soluciones se expresa en unidades físicas o en unidades químicas.

• UNIDADES FISICAS

 Se usa el PORCENTAJE,  y PARTES POR MILLÓN,  como relación SOLUTO/SOLUCIÓN.

• PORCENTAJE (%): se refiere a la expresión: tantas partes en 100 partes. Puede expresarse en PESO o en VOLUMEN (p/p ó p/v). Ejemplo: 10 % (p/p) significa: 10 gramos de soluto en 100 gramos de solución (10 g/100 g). También: 10 kg en 100 kg de solución. O cualquier unidad de peso tanto para el soluto como para la solución. En cambio, 10 % (p/v) significa: 10 g de soluto en 100 mL de solución (10 g/100 mL) ó 10 kg de soluto en 100 L de solución (10 kg/100 L) ó 10 tm de soluto en 100 metros cúbicos (10 tm/100 m3).

Cuando se trata de suelos se emplea (p/p) y tratándose de aguas (p/v). Se puede transformar unidades en (p/p) a (p/v) y viceversa, siempre y cuando tengamos la densidad (d) de la solución.   (densidad: d = peso/volumen)

p/v = (p/p) x d

Ej: una soluciòn es 20% (p/p) y tiene una densidad 1.25. ¿Cuàl es su % (p/v)?

% p/v = (20 % p/p) x (1.25) = 1.25 % (p/v)

• PARTES POR MILLÒN (ppm): se refiere a la expresión: tantas partes en un millòn de partes. Puede expresarse en PESO o en VOLUMEN (p/p ó p/v). Ejemplo: 10 ppm (p/p) significa: 10 gramos de soluto en 1 000 000 de gramos de solución (10 g/1 000 000 g). También: 10 kg en 1 000 000 kg de solución. O cualquier unidad de peso tanto para el soluto como para la solución. En cambio, 10 ppm (p/v) significa: 10 g de soluto en 1 000 000 mL de solución (10g/1 000 000 mL) ó 10 kg de soluto en 1 000 000 L de solución (10 kg/1 000 000 L) ó 10 tm de soluto en 1 000 000 metros cúbicos (10 tm/1 000 000 m3).

Para el caso de suelos:  ppm = mg/kg = g/tm  (1 kg tiene 1 000 000 de mg) y para el caso de aguas: ppm = mg/L = g/m3 (1 L tiene 1 000 000 microlitros).

• UNIDADES QUIMICAS

Se emplea la mol con sus respectivos sub mùltiplos: cmol (centimol) ò mmol (milimol) por unidad de volumen o de peso (mol/L, mol/kg, cmol/kg, mmol/L, etc). Tambièn se emplea el equivalente quìmico (eq) y el submùltiplo màs usado: el meq (miliequivalente) por unidad de peso o de volumen (eq/kg, eq/L, meq/L, meq/kg, etc).

La mol es el peso molecular expresado en gramos (mol-gramo). 1 mol de H2SO4 pesa 98 gramos. El peso del H=1; S=32; O=16, entonces, (2 + 32 + 64 = 98) que vendrìa a ser la suma de los pesos de todos los àtomos de la molécula. 1 cmol de H2SO4 pesa 0,98 gramos ó también 980 mg; 1 mmol de  H2SO4 pesa 0.098 gramos ó tambièn: 98 mg.

El eq (equivalente químico) es el peso molecular dividido entre la “VALENCIA”, término que tiene diferentes expresiones, segùn la especie quìmica de que se trate. Asì, para el caso de los àcidos, la valencia està dada por el nùmero de H que posee (y que intervienen en una reacción), para las bases, es el nùmero de (OH), para las sales la carga total del aniòn o del catiòn, para un oxidante/reductor es el nùmero de electrones que pierde/gana en una reacción, para un elemento es su valencia con la que interviene en la reacción. Ejemplos para:

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