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undades de concentracion de las solcuiones
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Dr. Ibar Felipe Tlatilpa Santamaría
tlatilpa@colpos.mx
tlatilpa@gmail.com
“Unidades de concentración en soluciones nutritivas”
COLEGIO DE POSTGRADUADO EN CIENCIAS AGRÍCOLAS
Unidades para expresar concentraciones en la solución nutritiva
Milimolar (mmol/L)
Miliequivalente (me/L)
Miligramos (mg/L) o ppm
Algunas nociones químicas …
Un átomo: parte mas pequeña de un elemento químico.
¿Qué es un elemento químico? Ejemplo: N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Zn, Mn, Cu, B, Mo, C, H, O.
Un compuesto por su parte esta conformado por varios elementos. Ejemplo: KNO3 compuesta por los elementos potasio, nitrógeno y oxígeno.
Peso molecular o peso molar: es la suma del peso de los átomos de la molécula
Peso molar se expresa en gramos, g por litro
Peso milimolar se expresa en miligramos, mg por litro
Ejemplo: NO3- (molécula nutrimental)
N = 14 x 1 = 14 O = 16 x 3 = 48
Total 62 g tiene 1 mol de NO3-
KH2PO4 (fosfato monopotásico) K = 39 x 1 = 39 H = 1 x 2 = 2 P = 31 x 1 = 31 O = 16 x 4 = 64
Total 136 mg por 1 mmol de de KH2PO4
MgSO4 7H2O (Sulfato de Magnesio o sales de Epson)Mg = 24.3 x 1 = 24.3 S = 32.1 x 1 = 32.1 O = 16 x 4 = 64H = 1 x 2 x 7 = 14 O = 16 x 7 = 112
246.4 g por 1 mol de MgSO4 7H2O
246.4 mg por 1 mmol de de MgSO4 7H2O
Un anión es un ion (átomo o molécula) con carga eléctrica negativa
NO3– H2PO4
- SO42-
Cl- HCO3- CO3
2-
Elemento o nutriente
Símbolo
químico
Peso
atómico
Forma de
absorción
Peso
milimolar
Nitrógeno (nítrico) N 14.0 NO3- 62.0
Nitrógeno
(amoniacal) N 14.0 NH4+ 18.0
Fósforo P 31.0 H2PO4- 97.0
Potasio K 39.1 K+ 39.1
Magnesio Mg 24.3 Mg2+ 24.3
Calcio Ca 40.1 Ca2+ 40.1
Azufre S 32.1 SO42- 95.0
Cloro Cl 35.5 Cl- 35.5
Sodio Na 23.0 Na+ 23.0
Hidrógeno H 1.0 H+ 1.0
Carbono C 12.0 HCO3- 61.0
Oxígeno O 16.0
Ejercicio. Calcular el peso molecular de los siguientes compuestos (fertilizantes)
• Acido fosfórico: H3PO4
• Nitrato de magnesio: Mg(NO3)2 6H2O
• Fosfato monoamonico: NH4H2PO4
• Nitrato de Calcio: Ca(NO3)2 0.2 NH4NO3 2H2O
Peso equivalente
Es el peso atómico o molecular, dividido entre la valencia.
Valencia: Se define como la carga eléctrica con que trabaja el elemento
Ion Valencia
NO3- 1
NH4+ 1
H2PO4- 1
K+ 1
Cl- 1
Na+ 1
HCO3- 1
Ion Valencia
Ca2+ 2
Mg2+ 2
SO42- 2
Peso equivalente = Peso Molecular o atómico Valencia
Calcular meq de K
Peso Atómico K 39.1 Valencia K 1
Peso equivalente = 39.1 = 39.11
1 meq contiene 39.1 mg de K
Calcular el meq del Ca
Peso Atómico Ca 40 Valencia Ca 2
Peso equivalente = 40 = 202
1 meq contiene 20 mg de Ca
Calcular el meq del Ca
Peso Atómico Ca
40 Valencia Ca 2
Peso equivalente = 40 = 202
1 meq contiene 20 mg de Ca
NO3- (molécula nutrimental)
Peso milimolarN = 14 x 1 = 14 O = 16 x 3 = 48
62 g por 1 mol de NO3-
Valencia NO3- 1Peso equivalente = 62 = 62 g
1
1 eq contiene 62 g de NO3-
o1 meq contiene 62 mg de NO3
-
KH2PO4 (fosfato monopotásico)
Peso milimolarK = 39 x 1 = 39H = 1 x 2 = 2P = 31 x 1 = 31 O = 16 x 4 = 64
136 g por 1 mol de NO3–
Valencia K 1
Peso equivalente = 136 = 136 1
1 meq contiene 136 mg de KH2PO4
MgSO4 7H2O (Sulfato de Magnesio)
Peso milimolarMg = 24.3 x 1 = 24.3 S = 32.1 x 1 = 32.1 O = 16 x 4 = 64.0H = 1 x 2 x 7 = 14.0O = 16 x 7 = 112.0
246.4 g por 1 mol
Valencia 2
Peso equivalente = 246.4 = 123.2 2
1 meq contiene 123.2 mg de MgSO4 7H2O
Ejercicio. Calcular los miliequivalente de los siguientes elementos y compuestos
1. Cl, Na, Mg, H2PO4, SO4 y HCO3
2. Nitrato de magnesio: Mg(NO3)2 6H2O 3. Fosfato monoamonico: NH4H2PO4
4. Acido fosfórico: H3PO4
Conversión milimoles (mmol) a miliequivalentes (meq)meq = mmol x valencia
mmol = meq / valencia
Todos aquellos iones que tengan una valencia de 1, la concentración en mmoles/L es igual a meq/L.
Pero en aquellos que tengan una valencia de 2, el número de meq/L es igual a dos veces el número de mmoles/L.
ppm = meq x pmeqpmeq = Peso miliequivalente
Elemento Peso equivalente
N 14.0
NO3 62.0
NH4 18.0
Ca 20.04
Mg 12.16
Na 23.0
K 39.1
P 30.97
PO4 31.65
H2PO4 96.97
SO4 48.03
HCO3 61.01
Cl 35.46
ppm = mmol x pmmolpmmol = Peso milimolar
Elemento Peso molecular
NO3- 62.0
NH4+ 18.0
H2PO4- 97.0
K+ 39.1
Mg2+ 24.3
Ca2+ 40.1
SO42- 96.1
Cl- 35.5
Na+ 23.0
H+ 1.0
HCO3- 61.0
ÁcidosDensidad Pureza del ácido (%)
kg/L Nítrico Fosfórico Sulfúrico
HNO3 H3PO4 H2SO4
1.34 55
1.4 65-70 50
1.5 95 53 60
1.6 75
1.73 85 77
1.84 90-98
Cálculo de la concentración de nutrimento en ácidos
Ejemplo: Qué porcentaje de N tiene el ácido nítrico (HNO3) al 56% de Riqueza?Peso milimolarH = 1 x 1 = 1N = 14 x1 = 14 O = 16 x3 = 48
63 mg por 1 mmol de HNO3
Peso atómico N 14%N = Peso atómico x 100 Peso molecular
%N = 14 x 100 = 22 63
Si la pureza fuera 100%22 % de N → 100% de riqueza X % de N → 56% de riquezaX % N = ( 56 x 22) = 12.44
100
Por lo tanto, el HNO3 al 56% de riqueza contiene 12.44% de N, en peso.
Ejemplo: Qué porcentaje de P o P2O5 tiene el ácido Fosfórico (H3PO4) al 55% de Riqueza?Peso milimolarH = 1 x 3 = 3P = 31 x 1 = 31 O = 16 x4 = 64
98 mg por 1 mmol de H3PO4
Peso atómico P 30.97%P = Peso atómico x 100 Peso molecular
%P = 30.97 x 100 = 31.698
Si la pureza fuera 100%
31.6% de P → 100% de riquezaX % de P → 55% de riqueza
% P = ( 55 x 31.6) = 17.4 % de P100
P2O5
P = 2 x 31 = 62O = 16 x 5 = 80
142 mg de P2O5
62 mg de P - P2O5 → 142 mg de a P2O5
31 mg de P - → XX = 71 g P2O5
1 mg de P → 71/31 = 2.29 mg P2O5
17.4 % * 2.29 = 39.8 %
Por lo tanto, el H3PO4 al 55% de riqueza contiene 17.4% de P ó 39.8% de P2O5
Ejercicio. Calcular el % N y P en los siguientes ácidos1. Acido nítrico a: 59 y 65 % de riqueza2. Acido Fosfórico: 75 y 77% de riqueza
Conversiones Nutrimentales
Elemento Factor Elemento Factor Elemento
NO3 0.22 N 4.42 NO3
NH4 0.77 N 1.28 NH4
PO4 0.33 P 3.06 PO4
P2O5 0.44 P 2.29 P2O5
K2O 0.83 K 1.20 K2O
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