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PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DEL SUELO
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NIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL Y RECURSOS NATURALES
ING. MANUEL RICARDO BACA RUEDA
(12/09/2015)
CURSO : CONTAMINACION DEL SUELO Y CONTROL
TEMA : PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DEL SUELO
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INDICE
I. CAMBIO IONICO
II. ACIDEZ DEL SUELO
III. POTENCIAL DE OXIDACION - REDUCCION
IV. BIBLIOGRAFIA
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I. CAMBIO IONICO
Se define el cambio iónico como los procesos reversibles por los cuales las partículas sólidas del suelo adsorben iones de la fase acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades equivalentes, estableciéndose el equilibrio entre ambas fases.
Según el tipo de iones que se intercambien.
Cambio de cationes :Suelo-M + X+ -----> Suelo-X + M+
Cambio de aniones : Suelo-N + Y- -----> Suelo-Y + N-
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I. CAMBIO IONICO (cont.)
Es proceso dinámico que se desarrolla en la superficie de las partículas. Como los iones adsorbidos quedan en posición asimilable constituyen la reserva de nutrientes para las plantas.
Las causas que originan el intercambio iónico son los desequilibrios eléctricos de las partículas del suelo.
Cuanto más superficie tenga el material y más desequilibrada se encuentre, más iones se fijaran.
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I. CAMBIO IONICO (cont.)
1.1. Capacidad de Cambio de Cationes
Es el más importante, y mejor conocido.
En el suelo son varios los materiales que pueden cambiar cationes.
Los principales cambiadores son las arcillas y la materia orgánica (los dos materiales presentan propiedades coloidales).
En las arcillas, además de en su superficie, los iones pueden entrar entre las láminas.
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I. CAMBIO IONICO (cont.)
Las causas de la capacidad de cambio de materia orgánica son:
Disociación de los OH.
Disociación de los COOH.
Los factores que hacen que un suelo tengan una determinada capacidad de cambio de cationes son varios.
a). Tamaño de las partículas. Cuanto más pequeña sea la partícula, mas grande será la capacidad de cambio.
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I. CAMBIO IONICO (cont.)
b). Naturaleza de las partículas. La composición y estructura de las partículas influirá en las posibilidades de cambio de sus cationes.
La capacidad de cambio catiónico (CCC) de algunos de los materiales más comunes en los suelos se representa en la siguiente tabla.
La capacidad de cambio de cationes representa el total de cargas negativas, o lo que es lo mismo el número de cargas positivas que incorporan los cationes que vienen a fijarse.
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Naturaleza de la partícula CCC
Meq/100 gr
Cuarzo y feldespato 1 - 2
Óxidos e hidróxidos de Fe y Al
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Caolinita 3 – 15
ilita y clorita 10 – 40
montmorillonita 80 – 150
vermiculita 100 - 160
Materia orgánica 300 - 500
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I. CAMBIO IONICO (cont.)Los cationes de gran tamaño (radicales orgánicos) disminuyen la CCC al bloquear, por su tamaño, posiciones de cambio.
La capacidad de cambio de cationes aumenta con el pH.
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++.
En los suelo ácidos predominan H+ y Al+++.
En los suelos alcalinos predominan las bases fundamentalmente el Na+ y en los neutros el Ca++.
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I. CAMBIO IONICO (cont.)
1.2. Importancia de la Capacidad de Cambio
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.
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II. ACIDEZ DEL SUELO
La acidez del suelo mide la concentración en hidrogeniones.
En los suelos los hidrogeniones están en la solución, pero también existen en el complejo de cambio.
Hay dos tipos de acidez, activa o real (en solución) y de cambio o de reserva (para los adsorbidos).
Ambas están en equilibrio dinámico.
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II. ACIDEZ DEL SUELO
Si se eliminan H+ de la solución se liberan otros tantos H+ adsorbidos.
Como consecuencia el suelo muestra una fuerte resistencia a cualquier modificación de su pH, está fuertemente tamponado.
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II. ACIDEZ DEL SUELO
2.1 Importancia del PH
Influye en las propiedades físicas y químicas.
a). Propiedades Físicas
Los pH neutros son los mejores para las propiedades físicas de los suelos.
A pH muy ácidos hay una intensa alteración de minerales y la estructura se vuelve inestable.
En pH alcalino, la arcilla se dispersa, se destruye la estructura y existen malas condiciones desde el punto de vista físico.
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II. ACIDEZ DEL SUELO
b). Propiedades químicas y fertilidad
La asimilación de nutrientes del suelo está influenciadas por el pH, ya que determinados nutrientes se pueden bloquear en determinadas condiciones de pH y no son asimilable para las plantas.
Alrededor de pH 6-7,5 son las mejores condiciones para el desarrollo de las plantas
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pHDESIGNACION DE
LOS SUELOSCULTIVOS O VOCACIONES
AGRICOLAS
PREDOMINAN
CATIONES
De 3 a 4.5 Suelos extremadamente
ácidos
Pantanos, landas o bosques de especies acidó filas
H+, Al+++
De 4.5 a 5 Suelos muy fuertemente ácidos
Landas o prados
De 5 a 5.5 Suelos muy ácidos Prados, cultivos de especies acidófilas (centeno)
De 5.5 a 6 Suelos ácidos Prados y algunos cultivos (maíz)
De 6 a 6.75 Suelos poso ácidos Todos los cultivos excepto leguminosas celícolas
De 6.75 a 7.25 Suelos neutros Todos los cultivos Ca++
De 7.25 a 8.5 Suelos alcalinos Todos los cultivos excepto las especies calcifugas
Na+Mayor de 8.5 Suelos muy alcalinos Dificultades o fracasos de los cultivos europeos corrientes
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EL PH Y EL DESARROLLO DE CULTIVOS
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III. POTENCIAL DE OXIDACION - REDUCCION
Las condiciones de oxidación-reducción del suelo son de gran importancia para procesos de meteorización, formación de diversos suelos y procesos biológicos.
También están relacionadas con la disponibilidad de ciertos elementos nutritivos. Importancia del PH
La formulación química de las reacciones de oxidación-reducción es la siguiente:
ESTADO OXIDADO + ELECTRONES <=> ESTADO REDUCIDO
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III. POTENCIAL DE OXIDACION - REDUCCION
En el suelo existe un equilibrio entre los agentes oxidantes y reductores.
La materia orgánica se encuentra reducida y tiende a oxidarse.
La materia orgánica es reductora, ya que al oxidarse tiene que reducir a otro de los materiales del suelo.
Por el contrario el oxígeno es oxidante.
Los procesos de oxidación reducción envuelven a elementos que pueden actuar con diferentes valencias y entre ellos tenemos: Fe, Mn, S, N.
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III. POTENCIAL DE OXIDACION - REDUCCION
Algunos ejemplos de procesos de oxidación en el suelo son :
- Oxidación del Fe+2 de minerales primarios en Fe+3 formando óxidos o hidróxidos.
- La transformación de Mn+2 en Mn+4; la oxidación de S=, por ejemplo de pirita, en sulfatos.
- La nitrificación o sea la transformación de NH4 en nitritos y nitratos.
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III. POTENCIAL DE OXIDACION - REDUCCION
Por el contrario muchos procesos suceden bajo condiciones reductoras como la desnitrificación, la desulfuricación, la formación de compuestos Fe+2 y Mn+2.
En los suelos normales el ambiente es aireado y por tanto la tendencia general es oxidante.
En los suelos hidromorfos la saturación en agua tiende a provocar un ambiente reductor.
Los valores de pH y potencial redox (medidas Eh) delimitan los campos de estabilidad de los materiales del suelo.
Los compuestos de Fe y Mn son muy sensibles a cambios de pH y Eh.
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VIII. BIBLIOGRAFIA
1.- SEONEZ C. Y OTROS, 1999, Ingeniería del medio ambiente aplicada al medio natural continental : aire, agua, suelos, vegetación y fauna. Ediciones Mundi – Prensa, Madrid, España.
2.- INES GARCIA Y CARLOS DORRONSO, 2001, Contaminación del Suelo, Universidad de Granada, Departamento de Edafología y Química Agrícola, Facultad de Ciencias, España.
3.- AMOS TURK Y OTROS, 1973, Ecología, Contaminación y Medio Ambiente, Editorial Interamericana.
