DETERMINACION DE HIDROGENO EN EL SUELO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA – QUIMICA DE SUELOS

DETERMINACION DE HIDROGENO Y ALUMINIO. ACIDEZ DEL SUELO

RESUMEN

Introducción: La acidez de los suelos es uno de los factores más limitantes para el desarrollo de la agricultura en los trópicos. Estos suelen poseer altas concentraciones de aluminio y hierro que son tóxicas para la mayoría de cultivos comerciales como el maíz, el arroz, la soya, etc., y otros cultivos industriales comerciales, los cuales al ser sembrados en estas condiciones tienen un deficiente desarrollo y una baja o nula producción.

Objetivo: Determinar la cantidad de hidrogeno y aluminio presente en una muestra de suelo.

Metodología: se llevo a acabo dos titulaciones para la determinación de hidrogeno y aluminio, cada una de las cuales se utilizo NaOH al 1N para H+ y NaOH al 0.1N para Al, utilizando el filtrado o extracto de la muestra de un suelo que fue filtrado al vacio Con la ayuda de un embudo, de un erlermeyer, un balón aforado y pipetas.

Resultados: 62 %.

Conclusión: la alta concentración de H+ nos hace entrever que estamos en presencia de un suelo acido, por lo que se deduce que es un suelo sometido a uso de fertilizantes de carácter acido, una extracción de cationes básicos por parte de las plantas y una alta percolación de agua.

ABSTRACT

Introduction: soil acidity is one of the most limiting factors for the development of agriculture in the tropics. These often have high concentrations of aluminum and iron that are toxic to most crops such as maize, rice, soybeans, etc.., Commercial and other industrial crops, which when grown in these conditions have a poor development low or no production.

Objective: To determine the amount of hydrogen and aluminum in a soil sample.

Methodology: I took two courses for the determination of hydrogen and aluminum, each of which 1N NaOH was used for H + and 0.1N NaOH to Al, using the filtrate or extract of a soil sample that was filtered vacuum with the help of a funnel, a erlermeyer, a ball and graduated pipettes.

Results 62%.

Conclusion: The high concentration of H + gives us a glimpse that we are in the presence of an acid soil, so it follows that is a soil with fertilizer use of an acid, an extraction of base cations by plants and high percolation of water.

METODOLOGÍA

1. Determinación de Hidrogeno

• Se tomo la muestra de suelo y se lleva al proceso de tamizado, posteriormente se pesaron 10g de la muestra.

• Se llevo los 10g de suelo a un erlermeyer y le agregamos 50 ml de KCl al 1N y lo colocamos en un agitador magnético por 10min.

• Seguidamente filtramos al vacio y llevamos el filtrado a un erlermeyer.

• Llevamos a un balón aforado, hasta que completamos un volumen de 100ml con agua destilada.

• Con la ayuda de una pipeta tomamos 50ml del filtrado y lo llevamos a un erlermeyer de 250ml.

• Posteriormente añadimos 5 gotas de metil naranja al 0.1% (si cambia su color a rojo, entonces abra hidrogeno presente)

• Finalmente titulamos con NaOH al 1N hasta que vire a amarillo brillante.

Calculo:

2. Determinación de Aluminio

• Con la ayuda de una pipeta tomamos el filtrado restante (50ml) del proceso anterior y llevamos a un erlermeyer de 250ml.

• Posteriormente agregamos 5 gota de fenoftaleina al 0.1% de alcohol.

• Finalmente titulamos con NaOH al 0.1% hasta que vire a color fucsia.

Calculo:

MARCO TEÓRICO

Acidez del suelo

PH

El pH es una medida de la acidez o base de una solución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La sigla significa "potencial de hidrogeno" (pondus Hydrogenii o potentia Hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potencia, f. = potencia; hydrogenium, n. = hidrógeno).se define como, el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los ion hidrógeno. Esto es:

El pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo acido las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más protón en la disolución), y base las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (donde el disolvente es agua).

Es la medida individual más importante de un suelo.

Los efectos del pH

Propiedades físicas. Los pH neutros son los mejores para las propiedades físicas de los suelos. A pH muy ácidos hay una intensa alteración de minerales. En pH alcalino, la arcilla se dispersa, se destruye la estructura y existen malas condiciones desde el punto de vista físico (porosidad, aireación, conductividad hidráulica).

Propiedades químicas y fertilidad. La asimilación de nutrientes del suelo está influenciada por el pH, ya que determinados nutrientes se pueden bloquear en determinadas condiciones de pH y no son asimilables para las plantas.

Propiedades biológicas. La diferente disponibilidad de nutrientes en función del pH del suelo afecta al desarrollo de los organismos del suelo.

Acidez del suelo

La acidez del suelo mide la concentración en hidrogeniones.

En los suelos los hidrogeniones están en la solución, pero también existen en el complejo de cambio, o sea hay dos tipos de acidez, activa o real (en solución) y de cambio o de reserva (para los adsorbidos). Ambas están en equilibrio dinámico. Si se eliminan H+ de la solución se liberan otros tantos H+ adsorbidos. Como consecuencia el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificación de su pH, está fuertemente tamponado.

Acidez activa: La acidez real del suelo está determinada por la

concentración de iones hidrogeno (H+) en la solución del suelo y más

exactamente por la actividad de estos. También está definida por la actividad del H+ y Al3+ en la solución del suelo, como la

concentración efectiva de H+ en el suelo, así como en líquidos fisiológicos. En

general, la concentración de H+ en estos medios es muy baja y por esta razón

se expresa en términos logarítmicos.

Acidez potencial: cantidad de bases (álcali: son óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos) necesarias para titular un suelo hasta un valor de pH determinado o también podría definirse como pH medido tras desplazar H y Al del complejo de cambio a la solución del suelo También llamada acidez titulable.

Factores que influyen en la acidez del suelo:

Naturaleza del material original. Según que la roca sea de reacción ácida o básica.

Factores bióticos. Los residuos de la actividad orgánica son de naturaleza ácida.

Precipitaciones. Tienden a acidificar al suelo y de saturarlo al intercambiar los H+ del agua de lluvia por los Ca2+, Mg2+, K+, Na+... de los cambiadores.

Complejo adsorbente. Según que está saturado con cationes de reacción básica (Ca2+, Mg2+...) o de reacción ácida (H+ o Al3+). También dependiendo de la naturaleza del cambiador variará la facilidad de liberar los iones adsorbidos.

Material de partida

• Oxidación de pirita:(suelos tiomórficos)

Mineralogía del suelo (presencia de óxidos de Al, Fe)

Contaminación, fertilización

• Procesos de nitrificación

• Lluvias ácidas

Precipitaciones

• Lavado de bases > reposición de fase sólida , suelo se acidifica

Formación de ácidos inorgánicos

• Transporte de sales básicas por aguas de drenaje

Procesos de hidrólisis

Actividad biológica

• Producción de ácidos por actividad biológica y excreciones radiculares

• Respiración radicular

• Descomposición y tipo de la materia orgánica (roble<eucalipto<pino)

pH Evaluación Efecto

<4.5 Extremadamente acido Muy desfavorable

4.5-5.0 Muy fuertemente acido Posible toxicidad por aluminio y magnesio

5.1-5.5 Fuertemente acido Exceso: Co, Cu, Fe, Mn, Zn Defecto: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S Sin carbonatos, escasa actividad bacteriana

5.6-6.0 Medianamente acido Intervalo adecuado para la mayoría de los cultivos

6.1-6.5 Ligeramente acido Máxima disponibilidad de los nutrientes

6.6-7.3 Neutro Mínimos efectos tóxicos. Si pH<7, los carbonatos no son estables

7.4-7.8 Medianamente básico Suelos con CaCO3

7.9-8.4 Básico Disminuye la disponibilidad de P y B.

Deficiencia de: Co, Cu, Fe, Mn, Zn

En suelos calizos: clorosis férrica

8.5-9.0 Ligeramente alcalino Problemas de clorosis férrica. El pH suele deberse a MgCO3

9.1-10.0 Alcalino Presencia de Na2CO3

>10.09 Fuertemente alcalino Na intercambiable alto.

Toxicidad Na, B

Movilidad de P

Escasa actividad microbiana

Escasa disponibilidad de micronutrientes

Desarrollo de la acidez del suelo

• Procesos de lixiviación lavado de bases. Reposición de fase sólida suelo se acidifica

• Procesos de hidrólisis

• Producción de ácidos por actividad biológica y excreciones radiculares

• Procesos de nitrificación

• Oxidación de pirita: (suelos tiomórficos de otros países)

Problemas de los suelos ácidos:

• Toxicidad por Aluminio

• Toxicidad por Manganeso

• Deficiencia de Ca

• Deficiencia de Fe inducida por el Al

• Deficiencia de Molibdeno

• Deficiencia de Magnesio

RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

Cálculos para determinación de hidrogeno:

Cálculos para la determinación de aluminio:

Calculo para la determinación de aluminio intercambiable:

=

=

Cálculos para determinación de acidez intercambiable:

PH: 5,96

Acidez intercambiable =

Acidez intercambiable

Acidez intercambiable

Cálculos para la determinación de Hidrogeno intercambiable:

ANALISIS DE RESULTADOS Y CNCLUSIONES

Identificación de problemas de acidez

Por lo general la acidez corresponde a Al y el H intercambiables que se encuentran en forma de solución en nuestra muestra de suelo, que son los que pueden perjudicar el crecimiento de las plantas. Cuando el valor de acidez intercambiable es mayor de 2.3 meq/100g, algunas plantas pueden presentar problemas moderados de crecimiento, como podemos rectificar, el resultado de intercambiables es superior a 0,5cmol(+)/l. A lo cual podemos determinar que en este tipo de suelos tienen leves inconvenientes en el crecimiento de una gran variedad de especies vegetales, por lo tanto en este suelo solamente hay crecimiento de plantas que posean la capacidad de resistencia a tal grado de acides. El valor óptimo de acidez intercambiable debería ser inferior a 0,3 cmol(+)/l. Según lo corroborado con el grupo monitor, el pH de la muestra era de 5,96, lo cual nos da un valor medianamente ácido, que corrobora a nuestra práctica de laboratorio.

La saturación de acidez es una medida del porcentaje del complejo de intercambio catiónico que está ocupado por Al e H. El valor de saturación de Al o acidez intercambiable es el mejor criterio para diagnosticar problemas de acidez. Cada cultivo, variedad o cultivar tiene su grado de tolerancia a la acidez, lo cual depende de las características genéticas de la planta.

El pH del suelo está directamente relacionado con el % de saturación de acidez, ya que el Al intercambiable precipita cuando el pH es superior a 5.5. Cuando el pH está por debajo de ese valor, la solubilidad del Al se incrementa, al igual que el riesgo de causar toxicidad a las raíces. Un suelo con pH inferior a 5 se considera muy ácido, y el pH óptimo para la mayoría de los cultivos debería estar entre 6 y 7, aunque muchos cultivos de origen tropical pueden crece bien con un pH de 5,5 a 6.

A lo cual podemos deducir, que nuestro suelo, esta en condiciones medianamente normales, ya que presenta un PH 5.96 donde se presenta un Intervalo adecuado para la mayoría de los cultivos para un crecimiento bueno de vegetación. Tendiendo a ser ácido según la escala de pH. Tal como se esperaba en suelos de origen tropical.

Bibliografía.

• http://www.mag.go.cr/bibioteca_virtual_ciencia/acidez_suelo.pdf

• http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/Reaccion%20del%20suelo.pdf

• Guías de laboratorio.

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