ARROYO VERBEL DEIVIS E BERTEL GUEVARA DELVER DORIA CAVADIA JOSÉ DARIO ROCHA VERGARA LEONARDO SUELOS AGRICOLAS
PRACTICA # 8 DETERMINACION DE CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO (CIC)
ARROYO VERBEL DEIVIS E BERTEL GUEVARA DELVER DORIA CAVADIA JOSÉ DARIO ROCHA VERGARA LEONARDO
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA
SUELOS AGRICOLAS SINCELEJO – SUCRE
26/05/2014
PRACTICA # 8 DETERMINACION DE CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO (CIC)
ARROYO VERBEL DEIVIS E BERTEL GUEVARA DELVER DORIA CAVADIA JOSÉ DARIO ROCHA VERGARA LEONARDO
Presentado A: ING. EURIEL MILLÁN ROMERO
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA
SUELOS AGRICOLAS SINCELEJO – SUCRE
26/05/2014
INTRODUCCION La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es probablemente la propiedad de mayor importancia en los suelos, y puede definirse como el proceso físico-químico, por el cual el complejo coloidal absorbe o desorbe cantidades equivalentes de cationes de la fase liquida o de contacto del suelo. 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 altos. Los suelos arcillosos con una alta CIC pueden retener una gran cantidad de cationes y prevenir la pérdida potencial por lixiviación (percolación). Los suelos arenosos, con baja CIC retienen cantidades 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 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 por lixiviación y al mismo tiempo entregar este nutriente a las plantas en las épocas de mayor demanda. El fundamento del método consiste en el desplazamiento de los cationes del complejo de cambio aun conociéndose las limitaciones que se presentan en la determinación de la CIC, los métodos que incluyen el acetato a pH tamponado, se siguen utilizando rutinariamente. Es por eso que en este trabajo se intenta validar el método del cloruro de amonio en el suelo de la vereda de san Jorge.
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_intercambio_cati%C3%B3nico.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Determinar a través de análisis químico en el laboratorio la capacidad de intercambio catiónico de la muestra de suelo proveniente de San Jorge.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Observar el fenómeno del intercambio iónico en los suelos.
Conocer los métodos más utilizados para evaluar la CIC del suelo.
Aprender a manipular información relacionada con la CIC del suelo y con sus aplicaciones.
MARCO TEÓRICO CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO La capacidad de intercambio catiónico (CIC) es la capacidad que tiene un suelo para retener y liberar iones positivos, merced a su contenido en arcillas y materia orgánica. Las arcillas están cargadas negativamente, por lo que suelos con mayores concentraciones de arcillas exhiben capacidades de intercambio catiónico mayores. A mayor contenido de materia orgánica en un suelo aumenta su CIC. Los cationes que tienen 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+). Imagen 1. Capacidad de intercambio catiónico.
Capacidad de intercambio catiónico en los suelos Los cationes de mayor importancia con relación al crecimiento de las plantas son el calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K), amonio (NH4+), sodio (Na) e hidrógeno (H). Los primeros cuatro son nutrientes y se encuentran involucrados directamente con el crecimiento de las plantas. El sodio y el hidrógeno tienen un pronunciado efecto en la disponibilidad de los nutrientes y la humedad. En los suelos ácidos, una gran parte de los cationes son hidrogeno y aluminio en diversas formas.
También contribuyen a la CIC las clases, cantidades y combinaciones de los minerales arcillosos y las cantidades de materia orgánica y su estado de descomposición. Los cationes no son retenidos con las mismas energías de enlace. Los sitios de intercambio de la materia orgánica, solo enlazan en forma débil a los cationes. Las arcillas con gran capacidad de intercambio tienden a enlazar los cationes bivalentes como el Ca++ y el Mg++, con más energía que el K+. Esta característica puede afectar la disponibilidad de los nutrientes. Los suelos con arcillas caoliníticas tienen una menor energía de enlace y, por lo tanto, para un nivel analítico determinado o un porcentaje de saturación de un elemento se mostrara una disponibilidad relativa mayor. Si la CIC está neutralizada principalmente por calcio, magnesio, potasio y sodio, se dice que está saturada de bases. Sin embargo, si los cultivos o el lixiviado han removido la mayor parte de los cationes básicos, el suelo está bajo saturación de bases o alto en saturación ácida. Las cantidades totales de cationes ácidos relativas a la CIC son una medida de la saturación ácida. Ésta también es una medida de las necesidades de encalado de un suelo (aplicar cal). Importancia de la capacidad de cambio catiónico.
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.
Es importante saber entonces, la proporción de bases que contiene un suelo porque indica el potencial de acidez del suelo. Cuanto mayor es el porcentaje de saturación de bases menor acidez de reserva hay en el complejo de intercambio.
DETERMINACIÓN DE LA CIC DEL SUELO Como se mencionó anteriormente, hay una fuerte dependencia de la CIC del pH del suelo y, por lo tanto, en el ámbito del laboratorio, del pH de la solución con la cual se hace la saturación inicial del suelo. Para obviar este problema se han estandarizado varios métodos para determinar la CIC del suelo, tratando de tener alternativas para la amplia variedad de suelos que se pueden encontrar.
Fundamentalmente se han establecido tres condiciones para hacer la determinación de la CIC del suelo, dependiendo de su pH:
A pH 8.2, útil para suelos alcalinos.
A pH 7, para suelos que presentan una reacción entre ligeramente ácida y ligeramente alcalina, muy adecuada para suelos con carga permanente.
Al pH del suelo para aquellos suelos que son ácidos y cuya carga es predominantemente variable.
En la determinación de la CIC del suelo, con cuales quiera de los métodos disponibles, se siguen fundamentalmente tres etapas en todos los métodos (García, 1989):
Etapa de saturación del suelo con soluciones salinas de un determinado catión.
Etapa de lavado del exceso de la solución saturadora.
Etapa de determinación del catión indicador extraído del suelo.
LUGAR DE LA PRÁCTICA Ciudadela universitaria sede-Puerta Roja (Universidad de Sucre).
MATERIALES Y EQUIPOS MEDIDIAS DE SEGURIDAD
Seguir las medidas de seguridad establecidas por el laboratorio de suelos.
Emplear
los
elementos
de
protección
personal
requeridos
para
determinación analítica.
Manipular los reactivos concentrados bajo campana de extracción de gases.
EQUIPOS
Titulador Metrohm Dosimat 715
Balanza de 0.1 g de precisión.
Bomba de vacío.
Equipo de filtración de aditamentos
Carro para transporte de material de laboratorio.
MATERIALES
Suelo secado al aire y tamizado por 2 mm
Erlenmeyer con tabuladora lateral de 250 ml
Espátula metálica acantalada
Frasco de vidrio de 100 ml o vaso de precipitados de 100 ml
Embudo Buchner de porcelana de 5,5 cm de diámetro
Probeta de 50 ml
Papel filtro de 5 cm de diámetro
Embudo plástico de 6,5 cm de diámetro
Capsula pesa – sustancias para pesos hasta de 20g
Soporte universal con pinza para bureta
Tapón de caucho n° 7 del diámetro de la boquilla del frasco de vidrio
Balones aforados de 1 L y 100 ml
Botellón ámbar de 5 L
Erlenmeyer de 100 ml
Frasco lavador de 1 L
Bureta volumétrica de 25 ml
Pipeta aforada de 50 ml
Bandeja de transporte de material de vidrio.
METODOLOGIA
Pesar 10 gr de suelo seco y tamizado por la malla # 10.
Agregar 25 ml de acetato de NH4.
Agitar por 30 minutos.
Filtrar el suelo. . Suelo
Filtrado
.
.
Pasar a un Erlenmeyer y lavar con 25 ml de agua destilada en porciones para extraer el exceso de acetato de NH4 en el suelo.
Medir el filtrado y diluir con 100ml de agua destilada para determinar bases intercambiables.
. . Pasar el embudo a otro Erlenmeyer y agregar 25 ml de la solución NaCl al 10% en porciones.
. consumido Anotar volumen de NaOH 0,5 N.
Desechamos el suelo y el usamos el filtrado.
Titular con solución de NaOH 0,5 N hasta que cambie a color rosado permanente.
Agregar 10 ml de formol al 37% y agitar manualmente.
Agregar 4-5 gotas de fenolftaleína y agitar.
RESULTADOS ECUACIÓN
𝐂. 𝐈. 𝐂. (
(𝒎𝒍𝒎 − 𝒎𝒍𝒃) ∗ 𝑵 ∗ (𝟏𝟎𝟎 + 𝑷𝒘) 𝐌𝐞𝐪 ) = 𝟏𝟎𝟎𝐠𝐫 𝑷𝒎
Donde: mLm: mL de NaOH gastados en la titulación del extracto de la muestra. mLb: mL de NaOH gastados en la titulación del blanco. N: normalidad del NaOH. Pw: humedad de la muestra de suelo. Pm: peso de la muestra. Datos obtenidos durante la prueba: mLm: 3.7 mL mLb: 0 mL N: 0.5 Pw: 17.77% Pm: 10gr
𝐂. 𝐈. 𝐂. =
(𝟑. 𝟕 − 𝟎) ∗ 𝟎. 𝟓 ∗ (𝟏𝟎𝟎 + 𝟏𝟕. 𝟕𝟕) 𝑴𝒆𝒒 = 𝟐𝟏. 𝟕𝟖 𝟏𝟎 𝟏𝟎𝟎𝒈𝒓
Imagen 1. Suelo con solución de acetato de NH4.
Imagen 2. Proceso de filtrado de la muestra.
Imagen 3. Coloración final de la muestra analizada.
ANÁLISIS Tabla Nº1. Valores estimativos de la C.I.C. Nivel
Valor (meq/100gr de suelo)
Bajo
Menores de 10
Medio
10 - 20
alto
Mayores de 20
Para determinar la capacidad de intercambio catiónico de la muestra de suelo de laboratorio se utilizó el método de acetato de amonio 0.5N. La capacidad de intercambio catiónico generalmente se expresa en términos de miligramos equivalentes de hidrógeno por 100gr de coloide cuya denominación abreviada es meq/100gr. por definición se convierte en el peso de un elemento que desplaza un peso atómico de hidrógeno. Para esta práctica se obtuvo un valor de C.I.C. de 21.78 meq/100gr de suelo y haciendo la interpretación según la tabla Nº1, podemos decir que nuestro suelo tiene una capacidad de intercambio catiónico alta, indicándonos que tiene buenas propiedades de infiltración, retención de humedad y buena estructura. En general este suelo puede retener buena cantidad de cationes y prevenir la pérdida potencial por lixiviación, contiene niveles de materia orgánica buena, por consiguiente es poco meteorizado, por lo tanto indica que tiene buena fertilidad.
CONCLUSIONES Del presente informe podemos sacar las siguientes conclusiones:
La CIC del suelo determina directamente la fertilidad de un suelo.
Los
contenidos
de
arcillas
y
materia
orgánica
son
directamente
proporcionales a la CIC del suelo, es decir; entre mayor sea el contenido de Ar o materia orgánica que contenga el suelo mayor será la CIC del mismo.
La CIC depende del pH del suelo, esta es causada por la disociación de grupos variables, que sucede en las aristas y superficies externas de las arcillas.
Los suelos arenosos retienen menor cantidad de cationes, por lo tanto poseen una baja CIC.
La CIC que no depende del pH del suelo es decir, no es variable; es causada por la sustitución isomórfica, que se genera en la estructura de laminar de los filosilicatos.
BIBLIOGRAFÍA 1. INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DEL SUELO. Autor. Daniel F. Jaramillo J.
2. 3. 4. 5.
Ingeniero Agrónomo. UNIIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002 Dedico este trabajo a Clara Patricia y a María Camila. págs.: 331, 337, 338, 343, 344, 345. http://edafologia.ugr.es/introeda/tema05/ccc.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_intercambio_cati%C3%B3nico http://www.exactas.unlpam.edu.ar/academica/catedras/edafologia/practicos/ cap%20de%20int%20cat.htm http://amazoniaforestal.blogspot.com/2011/10/capacidad-de-intercambiocationico-del.html
