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Intercambio ionico

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Intercambio ionico

  1. 1. Universidad Bolivariana de Venezuela PFG Agroecología. UC Aprovechamiento de Suelos. INTERCAMBIO CATIONICO
  2. 2. INTERCAMBIO IONICO FENOMENO BASADO EN LA PRESENCIA DE CARGAS EN LAS ARCILLAS Y DEMÁS PARTÍCULAS COLOIDALES EN LOS SUELOS. LOS IONES QUE SON LIBERADOS DE MINERALES SOMETIDOS A PROCESOS DE METEORIZACION O PROVENIENTES DE COMPUESTOS ORGANICOS EN DESCOMPOSICION, DEL AGUA DE LLUVIA O DE RIEGO Y DE LOS FERTILIZANTES, PUEDEN SER ABSORBIDOS POR LAS PARTICULAS DEL SUELO Y BAJO ESTA CONDICION SON RETENIDOS DE FORMA RELATIVAMENTE INMÓVIL. Dicha retención no impide su intercambio con otros iones de la solución del suelo y su absorción por parte del sistema radical de las plantas.
  3. 4. EN EL INTERCAMBIO IONICO, LOS IONES ABSORBIDOS EN LA SUPERFICIE DE LAS PARTICULAS DE SUELO SON SUSTITUIDOS POR IONES DE LA SOLUCION DEL SUELO, LA FACILIDAD Y VELOCIDAD CON QUE ESTO OCURRE ES MUY VARIABLE EXISTEN IONES QUE SON DEBILMENTE RETENIDOS EN LA SUPERFICIE DE PARTICULAS EN CONTACTO DIRECTO CON LA SOLUCION DEL SUELO PUEDEN SER RÁPIDAMENTE SUSTITUIDOS EN REACCIONES DE INTERCAMBIO. ESTOS IONES SE DENOMINAN IONES INTERCAMBIABLES. OTROS IONES PUEDEN SER ABSORBIDOS EN LAS PARTICULAS DEL SUELO CON TAL INTENSIDAD, O SE ENCUENTRAN UBICADOS EN POSICIONES DE POCA ACCESABILIDAD QUE SON LIBERADOS CON GRAN DIFICULTAD O MUY LENTAMENTE. ESTOS SE DENOMINAN IONES NO INTERCAMBIABLES.
  4. 5. El COMPLEJO ADSORBENTE consiste principalmente en el conjunto de coloides dotados de cargas negativas capaces de retener los cationes de cambio . Los iones de cambio del complejo absorbente están en equilibrio con la solución del suelo, de tal forma que cualquier alteración en la composición de esta última induce variaciones en dicho equilibrio.
  5. 6. MATERIALES DE INTERCAMBIO IONICO Las reacciones químicas en el suelo ocurren en la superficie de las partículas constituyentes. El área por unidad de peso aumenta a medida que el tamaño de las partículas disminuye, es la razón por el cual las arcillas son la fracción más activa (químicamente) del suelo . Además de las arcillas, existen otros compuestos de tamaño coloidal (humus, hidroxido de hierro, aluminio y silicio) que también son responsables en mayor o menor grado del proceso de intercambio catiónico. Tamaños relativos de los tres tipos de partículas que conforman el suelo: arena, limo y arcillas. Si comparamos el tamaño de la circunferencia con el área, veremos como esta relación es mayor en las arcillas, seguidas por el limo y la arena.
  6. 7. ORIGEN Y NATURALEZA DE LAS CARGAS DE LOS COLOIDES DEL SUELO. 1.- SUSTITUCIONES ISOMORFICAS: Proceso de sustitución de un catión por otro de radio iónico similar en la estructura cristalina de cualquier tipo de material cristaliza. La carga negativa originada por la sustitución isomórfica es permanente e independiente del pH, nivel de electrolitos o composición de la solución externa.
  7. 8. ORIGEN Y NATURALEZA DE LAS CARGAS DE LOS COLOIDES EN EL SUELO 2.- “BORDES ROTOS”: Recibe este nombre la disociación de grupos funcionales ácidos en las aristas y superficies externas de arcillas y en compuestos orgánicos. La carga negativa derivada de la disociación de grupos funcionales varía en magnitud de acuerdo al pH, no es por lo tanto una carga permanente sino variable A pH bajos los hidrogeniones están fuertemente retenidos en las superficies de las partículas, pero a pH altos los H+ de los grupos carboxílicos primero y fenólicos después, se disocian y pueden ser intercambiados por cationes. Esto es la consecuencia de que la capacidad de cambio de cationes aumente con el pH. Además actúan como fuente de cargas variables los óxidos e hidróxidos de aluminio e hierro en suelos ácidos.  
  8. 9. CONCEPTO DE CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO DE CATIONES (CIC) DE UN SUELO ES LA CANTIDAD DE CATIONES RETENIDOS EN FORMA INTERCAMBIABLE A UN DETERMINADO pH EXPRESADO EN MILIEQUIVALENTES POR 100 GR DE SUELO. GENERALMENTE LA CIC TOTAL DE UN SUELO SE REFIERE AL VALOR QUE RESULTA DE SUMAR LOS MILIEQUIVALENTES DE LOS DIFERENTES CATIONES INTERCAMBIABLES PRESENTES, PARA LO CUAL HABRA QUE DETERMINAR, POR ANÁLISIS QUIMICO DE SUELOS, CADA UNO DE ESOS CATIONES Y SUMARLOS. POR TAL RAZÓN, SE HA ESTABLECIDO UN PROCEDIMIENTO MÁS SIMPLE: SATURAR TODOS LOS SITIOS DE INTERCAMBIO CON UN ION ESPECIFICO (NH4+ Y Na) EL CUAL ES POSTERIORMENTE EXTRAIDO Y MEDIDO EN UNA SOLA DETERMINACION.
  9. 10. EXISTEN DOS TIPOS DE IONES Generadores de acidez : los iones H+ y el Al3+. Los iones básicos : Ca +2 , Mg +2 , K + y Na + Cuando dominan los del primer grupo, el suelo será marcadamente ácido y el desarrollo de la vegetación muy precario. Si por el contrario, el complejo de cambio esta casi o totalmente saturado de los iones básicos, el ambiente iónico del suelo tenderá a ser neutro e incluso moderadamente alcalino.
  10. 12. FACTORES QUE DETERMINAN LA MAGNITUD DEL INTERCAMBIO CATIÓNICO. 1.- TIPO Y CANTIDAD DE ARCILLAS PRESENTES. 2.- CANTIDAD DE MATERIA ORGANICA. 3.- pH DEL SUELO. No todos los suelos tienen la misma capacidad de adsorber y retener los nutrientes del suelo. Si son ricos en arcillas (especialmente de determinados tipos de ellas) y materia orgánica bien humificada, su potencial será alto. Lo contrario sucede en los suelos arenosos y/o limosos y pobres en restos orgánicos bien descompuestos
  11. 13. Los geles formados por los compuestos húmicos presentan un mayor potencial de absorber cationes que las arcillas, saunque esta propiedad está condicionada por su naturaleza. Por ejemplo las denominadas arcillas expandibles (tales como la montmorillonita) son mejores “secuestradoras” que las que no tienen tal propiedad, como la caolinita. Se debe recordar que el humus y las arcillas son la base de los fundamentales “agregados del suelo” LOS COMPUESTOS HÚMICOS Y SU POTENCIAL DE INTERCAMBIO IÓNICO
  12. 14. ¡GRACIAS!!!

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