1 / 42

Unidad V: Propiedades físico - químicas del suelo

Unidad V: Propiedades físico - químicas del suelo. Concepto de pH Formas de acidez Rangos de pH en el suelo Especiación del Al y sus efectos Fuentes de acidez en el suelo Fuente de OH Capacidad tampón del suelo Encalado. pH. En el agua pura: H 2 O H + + OH -

stamos
Télécharger la présentation

Unidad V: Propiedades físico - químicas del suelo

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Unidad V: Propiedades físico - químicas del suelo • Concepto de pH • Formas de acidez • Rangos de pH en el suelo • Especiación del Al y sus efectos • Fuentes de acidez en el suelo • Fuente de OH • Capacidad tampón del suelo • Encalado

  2. pH En el agua pura: H2O H+ + OH- Cte de hidrólisis a 25oC, Kw =10-14=(H+) x (OH-) por lo tanto, (OH-)=(H+)=10-7 mol L-1 • A > 10-7 (H+), es un solución ácida • A < 10-7(H+), es un solución básica

  3. pH • Es el logaritmo negativo (en base 10) de la actividad de protones (H+)en la fase líquida del suelo: pH= -log 10 (H+) o 1/log 10(H+) actividad= concentración x coeficiente de actividad coeficiente actividad indica las interacciones carga-carga entre otros iones de la solución. En soluciones diluidas el coefic. de activ. tiende a 1, por lo tanto es lo mismo actividad que concentración.

  4. FORMAS DE ACIDEZ • Activa • Intercambiable • Residual • Total

  5. Acidez activao real(pH) • Expresa la actividad de H+ libres en la fase líquida del suelo • Se mide en una suspensión de suelo-agua (pHagua) • Se expresa en unidades de pH

  6. El pH está asociado con • Porcentaje de saturación en bases • Tipo de coloide • Tipo de base intercambiable • Presencia de sales neutras en solución

  7. Cationes formadores de bases Cationes formadores de bases Cationes formadores de bases

  8. PORCENTAJE DE SATURACIÓN EN BASES • Relación directa entre % de saturación en bases y pH en suelos con mineralogía y materia orgánica comparables.

  9. NATURALEZA DEL COLOIDE • Depende de la capacidad del coloide de disociar H+. • A igual % de saturación de bases, las arcillas 2:1 desarrollan un pH < que las arcillas 1:1 y éstas < que los óxidos de Fe y Al.

  10. TIPO DE BASE ADSORBIDA • A igual % de saturacion en bases, suelos con mayor porcentaje de Na+ intercambiable que con Ca2+ desarrollan mayor pH.

  11. SALES NEUTRAS EN SOLUCIÓN • Los cloruros y sulfatos de Na+, K+, Ca2+ y Mg2+ aumentan la concentración de H+ en solución del suelo y bajan el pH; tanto en suelos ácidos como alcalinos, pero a través de distintos mecanismos

  12. Acidez intercambiableo acidez extractable con una sal no tamponada • Acidez aportada por H+ y Al+3 intercambiable que ocupan las cargas negativas permanentes de las arcillas. • Se desplaza con una sal no tamponada (KCl o CaCl2 1M). • Se expresa en cmolc kg -1 K+ Micela Al3+ + 3 KCl Micela K+ + AlCl3 + HCl H+ K+

  13. Acidez residual • Acidez aportada por iones de hidroxi-Al, y por H+ y Al unidos en forma nointercambiable a la materia orgánica y arcillas. • Se puede calcular por diferencia entre la acidez total e intercambiable. • Se expresa en cmolc kg -1

  14. Acidez total • Incluye la acidez actual, intercambiable y residual. • Se determina titulando una muestra de suelo con una base fuerte llevando al suelo desde su pH inicial hasta un pH de referencia (7 o 8) y midiendo cuando se gasta de base. Micela Al + 2Ca(OH)2 Micela Ca2+ + Al(OH)3+ H2O H Ca2+ Al y H intercambiables + Al y H acomplejados por MO y arcilla +hidroxi-Al

  15. RANGOS DE pH EN EL SUELO • Muy fuertemente ácido, 3-4 • Fuertemente ácidos, 4-5 • Moderadamente ácido, 5-6 • Ligeramente ácido, 6-7 • Ligeramente alcalino, 7-8 • Moderadamente alcalino, 8-9 • Fuertemente alcalino, 9-10 • Muy fuertemente alcalino, 10-11 Límite inferior es pH 2-3(suelos con pirita o restos de minas de carbón) y el superior es pH 12(suelos con carbonato de sodio)

  16. ESPECIACIÓN DEL Al • Especies monoméricas de Al: [Al(H2O)6]3+, [Al(OH)(H2O)5]2+, [Al(OH)2(H2O)4]1+ • Especies poliméricasde Al: Al2(OH)2+4,Al6(OH)12+6 , Al9(OH)18+9 , Al10(OH)22+8 • Formas precipitadas: Al(OH)3

  17. [Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+ (pH=5) [Al(OH)(H2O)5]2+ + H2O [Al(OH)2(H2O)4]1+ + H3O+ [Al(OH)2(H2O)4]1+ + H2O [Al(OH)3(H2O)3]0 + H3O+ [Al(OH)3(H2O)3]0 + H2O [Al(OH)4(H2O)2]1- + H3O+ (pH=6.2) Especies monoméricas de Al e Hidrólisis del Al

  18. Especies poliméricas DE Al • Son multicargadas • Forman complejos de superficie de esfera interna • Bloquean las cargas negativas y disminuye la CIC • Pueden adsorber aniones y liberar OH • Son fuente de carga variable

  19. POLIMEROS DE Al

  20. ALUMINIO SOLUBLE • Está en la solución del suelo, a pH < 5.5 • Es tóxico para las plantas • Algunas formas son: Al3+ predomina a pH< 4.7 Al(HO)2+ entre pH 4.7 y 6.5

  21. ALUMINIO INTERCAMBIABLE • Está como Al(H2O)63+ y predomina en pH <5 o 5.5 • Se ubica en las cargas permanentes de las arcillas, puede pasar a la solución del suelo e hidrolizarse formando compuestos de hidroxi-Al. [Al(H2O)6]3+ + H2O [ Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+

  22. ALUMINIO NO INTERCAMBIABLE • Monómeros y polímeros que están entre las capas de las arcillas expansibles • El Al que forma complejos muy estables con la materia orgánica

  23. FUENTES DE ACIDEZ • Al intercambiable y especies de hidroxi - Al • Materia orgánica Grupos carboxilos (C-OOH) y fenoles ( -OH). El grupo carboxilo comienza a liberar H+ a partir de pH 3 a 5 y el grupo fenol a partir de pH 7 a 11 La materia orgánica actúa en todo el rango de pH

  24. 10 III 9 8 II pH 7 6 (ác. húmico de turba) I A 5 B (ác. húmico del suelo) 4 3 0 .12 .20 .04 .08 .16 .24 Base, cmol Titulación de un suelo y una turba

  25. FUENTES DE ACIDEZ • Arcillas y óxidos de Fe yAl Los OH en los bordes de la lámina octaédrica (grupo aluminol) de las arcillas. Importante en caolinita, que cubre un rango de pH entre 3 y 5. Los OH de la superficie de los óxidos de Fe y Al que se disocian a pH altos (aprox. 7 a 9). Entre ambos coloides, cubren todo el rango de pH.

  26. FUENTES DE ACIDEZ • Respiración de raíces y microorganismos CO2 + H2O CO3H2 (ácido carbónico) CO3H2 CO3H- + H+ • Asimilación de iones por las plantas Si absorben más aniones que cationes liberan OH- o HCO3-. Si absorben más cationes que aniones liberan H+.

  27. FUENTE DE ACIDEZ • Reacciones de óxidación microbianas Nitrificación NH4+ + 1 ½ O2 Nitrosomonas 2H+ + NO2- + H2O + energía NO2- + ½ O2 Nitrobacter NO3- + energía • Aplicación de fertilizantes Ca (H2PO4)2 CaHPO4 + H3PO4

  28. FUENTE DE ACIDEZ • Lluvia ácida Su origen es: emisiones de centrales térmicas, plantas industriales y vehículos, emanaciones volcánicas, emisiones del suelo, quema de bosques o residuos Las fuentes atmosféricas son: óxidos de S, N y amoníaco.

  29. Luz solar O2 H2O SO2 SO3 H2SO42H+ + SO42- 2O2 2H2O 2N2O + O2 4NO 4NO2 2HNO3 + 2HNO2 SO2 SO2 + H2O H2SO3H+ + HSO3- HNO3H+ + NO3- NOx SO2 H+ SO42- H+ NO3- HSO3- H+ HSO3- H+ NOx H+ H+ HSO3- SO42- H+ SO2 SO42- H+ NO3- NO3- SO2 H+ H+ H+ NO3- H+ NO2 Formación de óxidos de S y N

  30. FUENTE DE IONES OH- • Las bases intercambiables Micela-Ca + 2H2O= micela-2H + Ca2+ + OH- • Los carbonatos y bicarbonatosde distintos cationes HCO3- + H2O = H2CO3 + OH-

  31. La acidez: • Reduce el crecimiento de las plantas • Ocasiona la disminución de ciertos nutrientes como Ca, Mg, K, P y N • Favorece la solubilización de elementos tóxicos para las plantas como Al y Mn pH 5.6-6.0, adecuado para la mayoría de los cultivos pH 6.1-6.5, máxima disponibilidad de nutrientes

  32. CAPACIDAD TAMPON DEL SUELO Expresa la resistencia del suelo a cambios bruscos de pH, frente al agregado de bases o ácidos Es importante porque: • Asegura la estabilidad del pH, y • Evita cambios rápidos que puedan afectar plantas y microorganismos

  33. CURVA DE NEUTRALIZACIÓN • Si a una suspensión de suelo alcalino se agregan cantidades sucesivas de ácido se registrarán disminuciones sucesivas de pH, obteniéndose una curva de neutralización. O viceversa. pH mL ácido agregado

  34. AGENTES AMORTIGUADORES DE LOS CAMBIOS DE pH • Compuestos de Al (pH 4-5.5) • Complejo de intercambio catiónico (pH 5.5-6.8) • Materia orgánica y minerales (pH 6.8 -7.2) • Carbonatos de calcio y magnesio (pH 7.2-8.5) CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO3)2 Ca (HCO3)2 + 2 H2O Ca2+ + 2OH- + 2H2CO3 • Carbonatos de sodio (pH 8.5-10.5)

  35. GESTIÓN DE SUELOS ÁCIDOS • Utilizar especies tolerantes al Al • Aplicar enmiendas (encalado) para 1- Aumentar el pH por encima del umbral de toxicidad de Al y Mn 2- Aportar Ca 3- Movilizar nutrientes 4- Inmovilizar metales pesados tóxicos 5- Favorecer la actividad biológica

  36. ENCALADO • Hidrólisis 2Al3+ + 6H2O 2Al(OH)3 + 6H+ • Neutralización 6H+ + 3CaCO3 3Ca2+ + 3CO2 + 3H2O • Intercambio catiónico 3Ca2+ + 2Al X3 3CaX2 + 2Al3+ X: micela Ecuación general 3CaCO3 + 2AlX3 + 3H2O 3CaX2+ 2Al(OH)3 + 3CO2 Para corregir la acidez considerar la acidez total o porcentaje saturación de Al

  37. El nivel de acidificación aumenta por varios factores: • Extracción de nutrientes en sistemas intensivos de cultivo • Efecto residual de fertilizantes basados en amonio • Desforestación • Pérdida de la capa arable por erosión • Prácticas de manejo

More Related