CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO INTEGRANTES:
Álvarez Velásquez, Pierina; Figueroa Mamani, Pamela.
CURSO:
Edafología
DOCENTE:
Ing. Marcelino Tarmeño, Edgar.
CICLO:
2017-I
INTRODUCCIÓN: La presente investigación tiene como tema sobre la Capacidad de Intercambio Catiónico, es una medida de un material(coloide) para retener cationes intercambiables Los suelos contienen cantidades variables y clases diferentes de arcilla y materia orgánica, de modo que la CIC total varía ampliamente. La materia orgánica tiene una CIC alta, por lo que los suelos con un alto contenido de materia orgánica presentan por lo general una CIC mayor que la de los suelos con un bajo contenido de materia orgánica. Los cationes que revisten mayor importancia en lo que se refiera a las plantas son el calcio (Ca++), magnesio (Mg++), potasio (K+), amonio (NH4+), sodio (Na+) e hidrógeno (H+). Los primeros cuatro cationes son nutrientes de las plantas y son importantes para el crecimiento vegetal. Los dos últimos tienen un efecto marcado sobre las características físicas y químicas del suelo. La cantidad relativa de cada uno de los cationes que son absorbidos en la superficie de las partículas de arcilla está estrechamente relacionada con propiedades importantes del suelo.(Capacidad suelo.(Capacidad de intercambio catiónico.2015) catiónico.2015) La CIC de un suelo se expresa en términos de mili equivalentes por 100 gramos de suelo y se escribe meq/100 g. Los minerales arcillosos tienen una CIC que generalmente generalment e varía entre entr e 10 y 150 meq/100 g. La materia orgánica tiene valores que van de 200 a 400 meq/100 g. En consecuencia, el tipo y la cantidad de arcillas y materia orgánica influencian apreciablemente la CIC de los suelos.
Los valores de CIC son bajos en los lugares donde los suelos son muy meteorizados y tienen contenidos también bajos de materia orgánica.
En los sitios donde el suelo es menos
meteorizado, con niveles de materia orgánica a menudo altos, los valores de CIC pueden ser notablemente notablemen te altos. Los suelos arcillosos con una alta CIC pueden retener una gran cantidad de cationes y prevenir la pérdida potencial por lixiviación (percolación). (percolac ión). Los suelos arenosos, con baja CIC retienen cantidades cantidad es más pequeñas de cationes. Esto hace que la época y las dosis de aplicación sean importantes consideraciones al planificar un programa de fertilización. Por ejemplo, no es muy aconsejable aplicar K en suelos muy arenosos en medio de la estación lluviosa cuando las precipitaciones precipitacione s pueden ser altas e intensas. Las aplicaciones de K se deben fraccionar (dividir) para prevenir pérdidas de lixiviación y erosión, especialmente en los trópicos húmedos.
También es importante el fraccionar las aplicaciones de N para poder reducir
notablemente las pérdidas pérdidas por lixiviación y al mismo tiempo entregar este nutriente a las plantas en las épocas de mayor demanda.(Capacidad de intercambio catiónico.2015)
OBJETIVO:
OBJETIVO GENERAL
Determinar a través de análisis químico en el laboratorio la capacidad de intercambio intercamb io catiónico de la muestra de suelo proveniente del huerto de la Universidad Científica del Sur
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Observar el fenómeno del intercambio iónico en los suelos.
Conocer las técnicas más utilizados para calcular la CIC del suelo.
Aprender
a maniobrar
información
relacionada con
la CIC del suelo y con
sus
aplicaciones
MARCO TEÓRICO:
1. Capacidad de intercambio: Es la propiedad química del suelo que describe y mide los procesos de: - Adsorción de cationes por la micela (complejo arcillo - húmedo) desde la solución suelo. - Deserción o liberación de cationes desde la micela hasta la solución suelo. - Equilibrio entre estos dos procesos. La capacidad de Intercambio Catiónico (CIC) se expresa en miliequivalentes (meq) por cada 100 gr de suelo correspondiendo un meq. Al peso de 1mg. De hidrógeno. Así un suelo con una CIC de 15 meq/100gr. De suelo, indica que puede retener 15 mg de H o el peso equivalente de otro catión cada 100 gr. De suelo. Conviene determinar esta palabra equivalente; indica que otros iones también pueden ser expresados en términos de miliequivalente. Por ejemplo, consideremos al calcio (Ca), este elemento tiene un peso atómico de 40gr. en comparación del H que tiene sólo 1gr. Cada ión de Ca tiene 2 cargas y así es equivalente a 2 H.(Capacidad de intercambio catiónico.2015)
2. Micela: Denominada también complejo arcillo – húmico, son los coloides orgánicos (humus) e inorgánicos (arcillas e hidróxidos), que constituyen el complejo de cambio. Se le considera como un anión, cuyas superficies se encuentran cargadas negativamente.
En el siguiente cuadro se presentan valores de la Capacidad de Intercambio Catiónico de algunos tipos de arcillas y del humus. Cuando en el Humus se forman las partículas llamadas micelas (conjunto de moléculas que constituyen el mecanismo por el cual el jabón solubiliza las moléculas insolubles en agua, como las grasas) la composición química es predominantemente carbón, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Los iones de hidrógeno que residen en compuestos en la superficie de la micela se pueden desplazar por otros cationes tales como calcio, magnesio, potasio o sodio. Por definición química, el compuesto que contiene el hidrógeno de splazable es… por lo tanto un ácido húmico. (Lombricor sca. 2014)
3. Catión de Cambio:
Es aquel catión que está adsorbido por la Micela, y que puede intercambiarse con los cationes de la Solución Suelo, sin que la Micela se descomponga o lo haga sólo en pequeña escala. Los cationes de cambio se hallan adsorbidos con diferente grado de energía. La fuerza de adsorción se halla en función del tamaño del catión, de su cantidad, de su valencia y de su grado de hidratación entre otros. Una probable secuencia de fuerza de adsorción de los cationes por la Micela sería la siguiente: H>Microelementos>Ca>Mg>NH4>K>Na Microelementos: Microelementos: Zn, Mn, Fe, Cu Los cationes intercambiables predominantes en Suelos Neutros y alcalinos con el Ca, Mg, K y Na a los cuales se les denominan Bases Cambiables.
En suelos ácidos las posiciones de intercambio son ocupadas parcialmente por el Al y el H, lo cual hace variar significativamente las características del Complejo de Cambio y del suelo en su integridad.(Capacidad de intercambio catiónico .2015 )
4. Anión de Cambio:
Algunos suelos se caracterizan caracterizan por retener no solamente cationes cationes sino también también aniones. Generalmente en los suelos con pH ácido el complejo Arcillo – húmico exhibe cargas positivas, las cuales originan procesos de Intercambio Aniónico.(Capacidad de intercambio catiónico.2015)
Teorías del intercambio intercamb io iónico
Existen tres teorías que tratan de explicar el porqué de este proceso.
- Red cristalina. Considera las partículas de los minerales como sólidos iónicos. Los iones de los bordes están débilmente retenidos por lo que pueden abandonar la estructura y pueden cambiarse con los de la solución del suelo.
- Doble capa eléctrica. Considera el contacto entre el sólido y la fase líquida como un condensador plano. plano. Entre el metal (el sólido) y el electrólito (la disolución) existe una diferencia de potencial que atrae a los iones de la solución del suelo.
Se forma una doble capa eléctrica formada por los iones del sólido y los atraídos en la solución.
- Membrana semipermeable. La interfase sólido-líquido actúa como una membrana semipermeable que deja pasar los iones de la solución y a los de la superficie de las partículas pero no a los del interior de los materiales. (Capacidad de intercambio catiónico .2015)
PROCEDIMIENTO:
MATERIALES
Balanza
2 Beakers
1 Cuchara de metal
Matraz Erlenmeyer
Muestra de suelo del Huerto de la UCSUR
Muestra de suelo de Mala
Vasos de 100 ml
Vaquetas de vidrio
Pizeta con agua destilada
Papel filtro
Solución de KCL 1N
2 Pipetas de 10ml
2 Pro pipetas
Probeta graduada de 50 ml
Embudo de plástico
Fig.1 Vaqueta de vidrio
Fig.2 Matraz Erlenmeyer
Fig.3 Pizeta
1. Se pesaron 2.5g de muestra de suelo de huerto, que se colocaron dentro de un embudo con papel filtro preparado.
Fig.1 Peso de la muestra
Fig.2 Muestra en embudo
2. Se procedió en agregar 50 ml de agua de a pocos a la muestra, luego se lavó con acetato de amonio 1N pH 7.0, completando 50 ml, con ayuda de una probeta.
Fig.3 Agregando agua a la muestra
Fig.4 Adicionando el acetato de amonio 50 ml
3. Del resultado se obtuvo un filtrado que se guardó guardó para determinar los cationes cationes cambiables, posteriormente se lavó el suelo con 25 ml de alcohol etílico para eliminar el exceso de amonio.
Fig.5 Resultado de la filtración
Fig.6 Se adiciono alcohol etílico
4. Se procedió a lavar con 50 ml de cloruro de potasio 1N agregando pequeñas pequeñas cantidades a la muestra hasta completar.
Fig.7 Cloruro de potasio 1N
Fig.8 Agregando cloruro de potasio
5. Del resultado obtenido, se extrajo 25 ml y se agregó 2ml 2ml de formaldehido al 37% y 3 gotas de fenolftaleína, posteriormente se tituló, con NaOH 0.02 N ante la presencia del indicador rojo de metilo.
Fig.9 hidróxido de sodio
Fig.10 Adicionando el Hidróxido de sodio
RESULTADOS: Arena: Titulación Concentración conocida Formaldehido Fenolftaleína Fenolftaleína Gasto 6.5 ml de NaOH
17 ml 28,5 8,5 ml
6.5 (0.02) = 0.13 meq/gr 0.13
-------------
2.5/2 gr suelo
X
-------------- 100 100 gr suelo
CIC: X = 10.4 meq/100gr
Fig.11 Resultado de la presencia de indicador
DISCUCIONES
La materia orgánica en forma de humus es más efectiva que la arcilla, para incrementar la CIC, ya que posee una superficie más extensa en la relación área/volumen y porque su naturaleza es coloidal (Gliessman,S.2002) (Gliessman,S.2002)
El Acetato de Amonio pH 7, presenta varias dificultades debido a que el NH4-, puede formar complejos de superficie de esfera interna con las arcillas 2:1, lo cual ocasiona imprecisión en los resultados. En segundo lugar, incrementa la carga variable de los suelos ácidos y por tanto aumenta su CIC. Por otro lado, en los suelos con presencia de carbonatos, disuelve estos con lo cual, se sobrestiman los valores de las bases cambiables. El Acetato de sodio a pH 8,2 también presenta estos inconvenientes inconvenientes ( Boque natural.org.2015) ; Esto hace que nuestro trabajo en laboratorio se cuestione ya que como menciona este autor el NH4 hace que incremente la carga.
La textura no puede determinar la cantidad en meq de cationes que un suelo tiene, este dato nos lo determina el CIC. El CIC depende de los factores de formación, así que si comparamos suelos de la costa o de la selva con texturas iguales no necesariamente el CIC debe ser diferente, lo que determina que los suelos de la costa y de la selva tengan diferentes CIC son las precipitaciones que son bajas en la costa, y por esto el CIC es mayor que el de la selva, estos suelos de la selva son ácidos de bajo potencial nutricional, es decir, el CIC es bajo.
CONCLUSIONES:
De acuerdo al experimento realizado en laboratorio nuestra Capacidad de intercambio intercamb io catiónico salio 10.4 meq/100gr. Lo que quiere decir que nuestro suelo puede absorver 10.4 meq de cualquier catión . Ademas nos muestra que esta en los valores estimados como medio , lo que quiere decir que tiene buenas propiedades de infiltración , retención de humedad y estructura .
La CIC depende del pH del suelo, esta es causada por la disociación degrupos variables, que sucede en las aristas y superficies externas de lasarcillas. De lo reportado por la literatura se desprende que la determinación de la CIC real para condiciones de campo, es compleja y existen ventajas y desventajas en cada método empleado.
RECOMENDACIONES:
Tener cuidado al momento de lavar el suelo ya que el exceso hace que se pierdan los cationes
La titulación titulació n debe realizarse con sumo cuidado ya que un error en ella se propagará y el resultado de la CIC podría no ser la real
CUESTIONARIO:
1. Explique brevemente brevemente el el origen de la salinidad en el suelo. Las sales que se acumulan en el suelo pueden proceder de diferentes fuentes. En todos los lugares donde el agua está presente, existen sales en solución de modo natural. Esto ocurre tanto en el agua de lluvia, como en las aguas continentales superficiales, subterráneas y obviamente en las aguas marinas, variando de forma importante la concentración y composición química entre ellas. El hombre hace uso del agua para el desarrollo de numerosas actividades y, como consecuencia de muchas de ellas, introduce sales o incrementa la concentración de las mismas en los sistemas acuosos naturales. De ahí que puedan distinguirse las fuentes de las sales se pueden distinguir por su origen natural o como resultado de la actividad humana.
2. ¿Cuáles son las sales más frecuentes en los suelos afectados afectados por salinidad?
NaCl, KCl, CaCl2 , MgCl2
3. Coloque los valores correspondientes en el siguiente cuadro: cuadro: TIPOS DE SUELO PARAMETRO SALINO
SODICO
SALINO-SÓDICO SALINO-SÓDI CO
pH
< 8.5
> 8.5
< 8.5
C.E. (ds/m)
>4
<4
>4
PSI (%)
< 15
>4
< 15
4. Esquematice la distribución de cationes cambiables cambiables en la solución solución interna y la composición de la solución suelo (tipo de aniones y cationes) en un suelo salino y un sódico.
5. ¿Qué prácticas son recomendadas para para la corrección de un suelo suelo salino y un sódico? Salino:
Utilizar agua de la mejor calidad posible.
Seleccionar el método de riego más apropiado.
Efectuar un control y manejo de riego correcto
Sódico:
Cambiar el tipo de cultivo: Cultivar plantas más tolerantes a la utilización de las enmiendas del suelo.
Mejoramiento Mejoramient o de la estructura estructur a de los suelos sódicos: Sustituir el Sodio intercambiable por iones de Calcio.
El enfoque convencional es incorporar enmiendas de suelo eficaces, que directa o indirectamente indirectamente faciliten la sustitución del Sodio intercambiable intercambiable del suelo.
6. Un agua de riego contiene contiene 500 ppm de sal. sal. Si se aplica una lámina de riego de 25 cm, ¿Cuál será la cantidad de sal añadida a una hectárea de suelo? Asumiendo que no haya buen drenaje y solo evapotranspiración. evapotranspiración.
7. Un suelo franco arenoso arenoso (d.a (d.a = 1.5 g/cm3) presenta una CIC de 20 meq/100g y 6 meq/100g de sodio cambiable. La conductividad eléctrica de la solución suelo en la capacidad de campo (20% de humedad gravimétrica) es 6 dS/m. Caracterice dicho suelo en función a su salinidad.
8. ¿Cuál será la cantidad de yeso (CaSO4.2H2O) de 90% de pureza necesario para reducir el PSI del suelo anterior a 10% en 2 hectáreas del suelo anterior? (Prof. = 20cm).
BIBLIOGRAFIA:
Henríquez ,M. & et al .2005. .2005. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO
CATIÓNICO EN ARENA Y CAOLÍN USANDO USA NDO ACETATO DE AMONIO, ACETATO DE SODIO Y CLORURO DE AMONIO. Recuperado de http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=85717108
Alvarado ,B. & et al .2016. .2016. Capacidad de intercambio catiónico . Recuperado de http://www.academia.edu/25660283/Capacidad_de_intercambio_cati%C3%B3nico_Edafolog %C3%ADa_Informe_N_4_GRUPO_DE_PR%C3%81CTICA_A_Martes_de_11_A_2_ALUMNOS
Bosque natural.org. 2015. Capacidad de intercambio catiónico . Recuperado de http://amazoniaforestal.blogspot.pe/2011/10/capacidad-de-intercambio-cationico-del.html
Lutenberg,O. Sf . La Salinidad y su Influencia en Suelos y Plantas. Recuperado de http://www.ana.gob.pe/media/496359/salinidad.pdf
