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Fq2.09

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Fisicoquimica II

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Fq2.09

  1. 1. PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS DE LOS SUELOS
  2. 2. ACIDEZ DEL SUELO
  3. 3. Acidez activa y acidez titulable iAcidez Activa: medida de la actividad de iones H+; o sea, el pH iAcidez titulable: cantidad de base (álcali) necesaria para titular un suelo hasta un valor de pH determinado También llamada Acidez potencial Concepto general: suelo como ácido débil ⇒ cede H+ a la solución
  4. 4. Acidez titulable Componentes: Acidez intercambiable: Al intercambiable Acidez no intercambiable
  5. 5. Situaciones de estudio iSuelos sin aluminio iSuelos con aluminio
  6. 6. Suelos sin aluminio H CIC pH 7. H Cargas Cargas H Ac.no Interc. no dep. H operat. pH pH del H suelo H Cargas CIC pH suelo dep. Ca pH Cargas Mg operat. pH del Cargas BT suelo perm. K Na 5.5 6.0 6.5 7.0
  7. 7. Relaciones entre parámetros iCIC pH suelo = BT i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) = 100% iAc. Titulable pH 7 = Ac. No Intercambiable iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
  8. 8. Suelos con aluminio H CIC pH 7. H Cargas Cargas H Ac.no Interc. no dep. H operat. pH pH del H suelo H Cargas CIC pH suelo dep. Al Ac. Intercambiable pH Cargas Ca operat. pH del Cargas Mg suelo perm. BT K Na 5.5 6.0 6.5 7.0
  9. 9. Relaciones entre parámetros iCIC pH suelo = BT + Ac. Intercambiable i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) < 100% iAc. Titulable pH 7 = Ac. Intercamb. + Ac. No Intercamb. iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
  10. 10. Influencia del pH en la CIC de los suelos 220 Efecto del pH en la CIC 200 180 Coloide CIC, cmol(+) kg-1 160 orgánico 140 120 smectita 100 Cargas 80 dep.del 60 pH 40 20 0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 pH
  11. 11. COMPOSICIÓN DE CATIONES INTERCAMBIABLES DE LOS SUELOS • Regiones húmedas a templadas: Ca (80%) > Mg (10-15%) > K + Na (5-10%) Uruguay: Ca: 0.5-30 cmol kg-1 Mg: 0.3-10 cmol kg-1 K: 0.1-1.5 cmol kg-1 • texturas finas: altos niveles de bases • texturas medias y finas: Ca/Mg ≈ 5 • texturas gruesas: < prop. Ca > prop. Mg y cationes alcalinos relaciones Ca/Mg <5 aparición de Al • suelos alcalinos: > prop. de Na y Mg
  12. 12. Métodos para determinar la CIC 1) CIC a pH del suelo uso de sal neutra: KCl, BaCl2 2) CIC a pH 7 representa neutralidad ácido-base uso de sal buffereada: acetato de amonio 1M buffereado a pH 7 3) CIC a pH 8.2 los suelos se encuentran saturados en bases cuando se han equilibrado con CaCO3 a la ppCO2 de la atmósfera uso de sal buffereada a pH 8.2: BaCl2 trietanolamina
  13. 13. Resultados de los métodos - se obtienen diferentes valores de CIC para el mismo suelo - es necesario establecer a qué pH fue realizada la determinación
  14. 14. Métodos para determinar la Acidez Potencial 1) Acidez Intercambiable uso de sal neutra: KCl, BaCl2 2) Acidez Titulable a pH 7 uso de sal buffereada: acetato de bario 0.5M buffereado a pH 7
  15. 15. Acidez intercambiable Fenómeno involucrado: hidrólisis de cationes iCationes que se hidrolizan y contribuyen a la acidez: Al+3 y (Fe+3) Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+ H+ + H2O
  16. 16. Suelos donde es importante la acidez intercambiable ipH < 5 iUruguay: - suelos arenosos ácidos de Tacuarembó y Rivera (30-55% de la CIC saturada con Al) - algunos suelos ácidos de basamento cristalino - suelos arenosos ácidos de otras zonas del país: Dptos. Cerro Largo, Durazno
  17. 17. Hidrólisis del aluminio Ocurre con el aumento del pH Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+ Al(H2O)5OH++ + H2O → Al(H2O)4(OH)2+ + H3O+ Al(H2O)4(OH)2+ + H2O → Al(H2O)3(OH)3 + H3O+ precipitado
  18. 18. Formación de polímeros de aluminio • Dos o más moléculas de los polímeros se unen • Ocurre desde pH 4.2 donde comienza la hidrólisis • Primera forma: dímero 2Al(H2O)5OH++ → Al2(H2O)8(OH)2+4 + 2H2O+
  19. 19. Problemas determinados por el aluminio • Es fuente de acidez desde pH 4.2 donde comienza la hidrólisis, hasta pH 9.5 • Bloqueo de posiciones de intercambio: químico y físico • Es un ion tóxico para las plantas • Reduce la disponibilidad de nutrientes: fósforo
  20. 20. Poder buffer • Curvas de titulación de suelo son diferentes a curvas de titulación en agua • Posiciones dependientes del pH: ceden o toman H+ según su concentración en la solución ⇒ coloides de suelo tienen comportamiento ácido- base: poder buffer • Características que lo determinan: - arcilla: tipo y cantidad - materia orgánica - polímeros de aluminio
  21. 21. caolinita pH “illita” smectita humus cmol de OH agregados
  22. 22. Poder buffer 9 8 Suelo A Suelo B 7 pH 6 5 4 0 5 10 15 álcali agre gado, cmol/kg (Ext. McBride, 1994)
  23. 23. pH del suelo • Definición: logaritmo negativo de la actividad del ion H+ pH = -log(H+) • Importancia: -clasificación de suelos - estudios de génesis - fertilidad de suelos
  24. 24. pH del suelo Ejemplos: pH < 5.2 - posible presencia de Al intercambiable - alta capacidad de fijación de fósforo - baja disponibilidad de molibdeno pH > 6.5 - baja disponibilidad de nutrientes Fe, Zn, B
  25. 25. Determinación del pH del suelo Métodos potenciométricos: electrodo de actividad específica para ión H+ Rango de valores para suelos del Uruguay: 4.0 - 8.5
  26. 26. Factores que hacen variar el pH • En la determinación de laboratorio - relación suelo:solución: 1:2.5; 1:1; pasta - solución utilizada: agua, sales - potencial de contacto • En el campo - efecto de la lluvia - producción de N-NO3- - aumento de p.p.CO2 • Uruguay: medida con H2O medida con KCl
  27. 27. Desarrollo de la acidez del suelo • Procesos de lixiviación lavado de bases > que reposición de fase sólida ⇒ suelo se acidifica • Procesos de hidrólisis • Producción de ácidos por actividad biológica y excresiones radiculares • Procesos de nitrificación • Oxidación de pirita: (suelos tiomórficos de otros países)
  28. 28. Cationes intercambiables (cmolc kg-1) en tres suelos de Uruguay Litoral oeste Horiz. pH Ca Mg K Na Al A 6.4 23.3 1.8 1.1 0.3 - Bt 6.7 31.3 1.7 1.0 0.4 - Suelo ácido H o r iz . pH Ca Mg K Na Al SB A 5 .1 1 .8 0 .5 0 .2 0 .2 1 .4 Bt 5 .0 1 .9 1 .2 0 .2 0 .2 4 .8 Suelo alcalino H o r iz . pH Ca M g K N a A l SB A 6 .9 2 .6 1 .9 0 .3 0 .2 -- Bt 9 .2 2 .6 1 0 .4 0 .6 8 .6 --
  29. 29. Valores de CIC de suelos del Uruguay SUELO CIC (cmol/kg) ArFr y FrAr Balneario Jaureguiberry 1 Tres Bocas 5,3 Tacuarembó 5,3 Algorta 9,8 Angostura 5 Fr y FrL Alférez 12,8 Arroyo Blanco 15,0 Kiyú 18,6 La Charqueada 15,4 FrAc y Ac Cuchilla de Corralito 31,3 Cuchilla de Santa Ana 21,9 Fray Bentos 27,3 Itapebí-Tres Arboles 35,8 San Manuel 25,8 CRSU, 1976

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