Propiedades químicas • Capacidad de intercambio de iones • Capacidad de intercambio de cationes • Capacidad de intercambio de aniones • Porcentaje de saturación de bases • Reacción del suelo : pH • Poder tampón o Buffer de los suelos
Capacidad de intercambio ionico Es un fenómeno de superficie, los iones son adsorbidos en la superficie de las partículas de arcilla y humus. - Iones intercambiables son retenidos débilmente por los coloides del suelo. Pueden ser reemplazados rápidamente por los iones presentes en la solución. - Iones no intercambiables son adsorbidos fuertemente o ubicados en sitios inaccesibles, por lo tanto el desplazamiento es nulo. - Iones solubles son los que se encuentran en la solución suelo.
Importancia de la capacidad de intercambio •Controla la disponibilidad de nutrientes para las plantas: K+, Mg++, Ca++, entre otros. •Interviene en los procesos de floculación - dispersión de arcilla y por consiguiente en el desarrollo de la estructura y estabilidad de los agregados. •Determina el papel del suelo como depurador natural al permitir la retención de elementos contaminantes incorporados al suelo.
Origen de cargas negativas de los coloides 1. Sustitución isomórfica Se sustituye un ión por otro de tamaño similar pero de carga diferente. 2. Bordes rotos o caras expuestas Es dependiente del pH. Mayor pH favorece la disociación de H+ de los grupos -OH y COOH
3. Ionización de grupos -OH y COOH de coloides orgánicos e inorgánicos
o arcilla
Capacidad de Intercambio Cationico (CIC)
Al+++ Ca++
Mg++
Los cationes que frecuentemente ocupan las posiciones de cambio en los suelos son: Ca++, Mg++, K+, Na+, H+, Al+++, Fe+++, Fe++, NH4+, Mn++, Cu++ y Zn++.
Mecanismos de intercambio El intercambio se produce en cantidades químicamente equivalentes. 1meq se define como 1 mg de H o la cantidad de cualquier otro ión capaz de combinarse con él o desplazarlo La CIC se expresa en miliequivalentes (meq) por 100 gramos de material.
CIC de materiales del suelo Materiales Materia orgánica
CIC (meq/100g suelo) 150 - 500
Caolinita
3 - 15
Illita
10 - 40
Montmorillonita
50 - 80
Vermiculita Alofán Cuarzo y Feldespatos
100 - 150 25 - 70 1-2
La CIC dependerá de: • Tipo de coloide arcillas y humus • Porcentaje de cada uno de ellos presentes en el suelo • pH del suelo por su efecto en generar cargas negativas
Efecto de las propiedades de los iones sobre su capacidad de intercambio 1. Valencia Cationes polivalentes son adsorbidos más fuertemente que los monovalentes. Ej. Al+++ > Ca++ > Na+ 2. Hidratación Iones menos hidratados son más fuertemente atraídos por los sitios de cargas negativas de los coloides Iones pequeños son más fuertemente hidratados que los más grandes ya que la carga central positiva está más cerca de los dipolos de agua.
Porcentaje de saturación de bases (V)
Bases del suelo
Ca++, Mg++, K+, Na+
V = (Ca++ + Mg++ + K+ + Na+) * 100 CIC
Hay una relación entre el pH y porcentaje de saturación de bases. A > pH > porcentaje de saturación de bases
Reacción del suelo: pH pH = -log [H+] Fuertemente básico
> 9.0
Moderadamente básico 8.0 - 9.0 Ligeramente básico
7.4 - 8.0
Neutro
6.6 - 7.4
Ligeramente ácido
6.0 - 6.6
Moderamente ácido
5.0 - 6.0
Fuertemente ácido
< 5.0
Acidez del suelo
Causas de la ácidez 1. Clima 2. Material generador 3. Producción de CO2 por la actividad de los microorganismos del suelo y raíces de las plantas. CO2 + H2O
CO3 - + 2H+
4. Producción de H+ por las raíces: intercambio posterior de H+ por bases del medio. 5. Humicación de la materia orgánica: producción biológica de ácidos húmicos (AH) y ácidos fúlvicos (AF) (R-COOH)
Causas de la ácidez 6. Oxidación: compuestos reducidos de N y S . 7. Fertilización 8. Pérdida de cationes básicos (absorción de plantas y percolación) 9. Complejo rico en bases de cambio, hidrólisis de bases. 10. Sales CaCO3
Importancia del pH •Procesos involucrados en la formación y desarrollo de suelos •Disponibilidad y absorción de nutrientes •Actividad de organismos del suelo •Presencia o ausencia de elementos tóxicos (Al, Mn, Fe) •Descomposición de la materia orgánica •La producción vegetal ya que las plantas tienen determinados requerimientos de pH y rango de adaptabilidad •La CIC y CIA
Disponibilidad de elementos y actividad de microorganismos pH Hongos
Adaptación de las plantas al pH Especie
pH óptimo
Remolacha
6.5 - 8.0
Cebada
6.5 - 7.8
Duraznero
6.0 - 7.5
Trigo
5.5 - 7.5
Arándano
4.9 - 5.3
Poder tampón o Buffer de los suelos • Capacidad de resistir al cambio de pH de la solución del suelo •La neutralización de los iones H+ y Al+3 en la solución del suelo tendrá sólo un pequeño efecto, debido a que serán rápidamente reemplazados por iones adsorbidos por el coloide (acidez pasiva). • El poder tampón cambia con los suelos.