ARROYO VERBEL DEIVIS E BERTEL GUEVARA DELVER DORIA CAVADIA JOSÉ DARIO ROCHA VERGARA LEONARDO SUELOS AGRICOLAS
PRACTICA # 7 DETERMINACION DEL CARBONO C ARBONO ORGANICO
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 05/05/2014
PRACTICA # 7 DETERMINACION DEL CARBONO C ARBONO ORGANICO
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 05/05/2014
INTRODUCCION El presente informe del laboratorio de suelo muestra la
“Determinación del
Carbono Orgánico (C.O) y Materia Orgánica (M.O) por titulación (Método (Método de Walkley-Black)”, la práctica fue realizada por el grupo del laboratorio de suelo. La materia orgánica (MO) es uno de d e los constituyentes más importantes de los suelos. Su identificación y cuantificación permite clasificar suelos, evaluar su fertilidad y estimar el peligro de erosión, entre otras cualidades. Además podemos destacar que el carbono orgánico (CO) es uno de los principales componentes de los seres vivos: aproximadamente 50% del peso seco de la materia orgánica (MO) es carbono. En el medio ambiente su ciclo está estrechamente ligado al flujo de energía, debido a que las principales reservas de energía de los organismos son compuestos de carbono reducidos que han derivado de la fijación del CO2 atmosférico, ya sea por medio de la fotosíntesis o con menor frecuencia de la quimio síntesis. Debido al gran valor de la materia orgánica (MO) en el desarrollo de los cultivos consideramos muy importante la aplicación del método de walkley-black (1947). La práctica consiste en la determinación del contenido de carbono orgánico, que consiste en llevar a cabo una digestión ácida con bicromato potásico durante 30 minutos.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Determinar a través de análisis químico químico en el laboratorio el contenido de carbón orgánico y materia orgánica de una muestra de suelo.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer el método empleado en la determinación determinación del carbón orgánico y materia orgánica en el suelo. Explicar la importancia importancia que tiene la la determinación determinación del contenido de carbón orgánico y materia orgánica en un suelo para las labores de fertilización de los cultivos.
Comprender la importancia de la materia orgánica como componente activo del suelo. Entender cómo se distribuye distribuye la materia orgánica del suelo y los los factores que controlan esa distribución
MARCO TEORICO MATERIA ORGANICA (M.O) La materia orgánica (M,O) es uno de los componentes del suelo, en pequeña porción, formada por los restos vegetales y animales que por la acción de la microbiana del suelo son convertidos en una materia rica en reservas de nutrientes para las plantas, asegurando la disponibilidad de macro y micronutrientes. Cuando son agregados restos orgánicos de origen vegetal o animal, los microorganismos del suelo transforman los compuestos complejos de origen orgánico en nutrientes en forma mineral que son solubles s olubles para las plantas; pero este proceso pr oceso es lento, por lo tanto la materia orgánica no representa una fuente inmediata de nutrientes para las plantas, sino más bien una reserva de estos nutrientes para su liberación lenta en el suelo. El carbono es un componente básico fundamental para la vida. Proporciona
recursos
energéticos
a
los
organismos
del
suelo
(OS),
mayoritariamente heterótrofos, en forma de carbono lábil (hidratos de carbono o compuestos orgánicos de bajo peso molecular). El carbono está presente en la atmósfera, en la vida vegetal y animal, en la materia orgánica no viva, en los combustibles fósiles, en las rocas, y también está disuelto en los océanos. Con el fin de realizar interpretaciones acerca del contenido de materia o rgánica en el suelo, en relación con el aporte de N, principalmente, el Instituto Colombiano Agropecuar io (ICA, 1992), ha propuesto los niveles críticos que se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1. Niveles críticos para el contenido de materia orgánica del suelo, en diferentes condiciones climáticas, para Colombia (Tomados de ICA, 1992).
De acuerdo con los niveles propuestos en la tabla anterior, al analizar la información que presenta el Instituto Geográfico
Agustín Codazzi (IGAC, 1988) sobre el
contenido de materia orgánica de los suelos de Colombia, se observa que en el país sólo se tienen altos contenidos de ella en las zonas altas de las cordilleras, principalmente en aquellas que presentan climas fríos y suelos con propiedades ándicas. En la mayor parte del territorio colombiano los suelos tienen contenidos bajos de materia orgánica.
EVALUACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO La materia orgánica del suelo puede estudiarse evaluando su contenido o su composición. A su vez, el contenido puede establecerse en forma total, es decir, sin diferenciar ninguno de los componentes, o haciendo extracciones selectivas para fraccionarla en grupos de compuestos que luego son cuantificados.
MÉTODO DE WALKLEY Y BLACK Con este método se estima el contenido de carbono orgánico total de una muestra de suelo, completo o de alguna de sus fracciones. Es el método más utilizado en nuestro medio para evaluar la materia orgánica del suelo. Según Kumada (1987) y el SSL (1995), este método actúa sobre las formas más activas del carbono orgánico que posee el suelo y no produce una oxidación completa de dichos compuestos, por lo que se deben debe n hacer ajustes a los resultados obtenidos en el laboratorio, cuando se quieren expresar en términos de contenido de materia orgánica. El SSL (1996) recomienda utilizar un factor de corrección igual a 1.724, asumiendo que la materia orgánica tiene 58% de carbono orgánico.
Las ecuaciones a utilizar en esta determinación son:
Dónde: %C = Contenido de carbono orgánico en %. V = Volumen de dicromato de potasio empleado en la mues tra y en el blanco (5ml). M = Volumen de sulfato ferroso gastado gasta do en la titulación de la muestra. B = Volumen de sulfato ferroso gastado en la titulación del blanco. Pm = Peso de la muestra.
El SSL (1995) recomienda que cuando el contenido de carbono orgáni co da valores mayores a 8%, no debe ser se r tenido en cuenta y que, el contenido con tenido de materia orgánica del suelo en cuestión debe ser evaluado por el método de calcinación a 400 °C. Con este método, como ya se dijo, puede quedar alguna parte del material orgánico del suelo sin oxidar, sobre todo en sus fracciones más frescas y más gruesas, por lo cual los valores de materia orgánica del suelo pueden quedar subestimados, aunque en una fracción orgánica poco o nada activa en él. La reacción de oxidación que se produce en esta determinación es violenta y desprende gran cantidad de vapores, razón que obliga a hacerla bajo campana extractora y con la protección adecuada.
Fuente: DANIEL F. JARAMILLO J. 2002.pdf; la materia orgánica del suelo, págs. 424 - 430.
LUGAR DE LA PRÁCTICA Ciudadela universitaria sede-Puerta Roja (Universidad de Sucre).
MEDIDAS DE SEGURIDAD
Seguir las medidas de seguridad establecidas por el laboratorio de suelos.
Emplear los elementos de protección personal requerida para la determinación analítica.
Manipular el H2SO4 y el dicromato de potasio (K2Cr 2O7) bajo la campana de extracción de gases porque los vapores que se producen son muy toxico.
EQUIPOS
Balanza de 0.001 g de precisión.
Titulador Metrohm Dosimat 715.
Carro de transporte de material del laboratorio.
MATERIALES
Suelo secado al aire y tamizado por 2mm.
Bandeja de material de vidrio.
Capsula pesa-sustancias para peso hasta 5g.
Erlenmeyer de 250 y 125ml.
Dispensadores de 5, 10 y 20ml.
Barra de agitador magnética.
Barra imantada.
Frasco plástico lavador L.
Espátula mecánica acanalada.
Soporte universal con pinza para bureta.
Bureta volumétrica de 25L.
Balón aforado de 1 L y 100 ml.
Vaso de precipitados de 100ml.
REACTIVOS
Agua destilada con conductividad no mayor a 0.2µS/c a 25°C.
Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) grado técnico.
Indicador de potasio 1N (estándar primario): disolver en agua destilada ligeramente caliente 49.0314g de dicromato de potasio (K 2Cr 2O7) pulverizado y seco a 105°C. cuando la solución se encuentra a temperatura ambiental, llevar a volumen de 1L en un balón aforado.
Ácido fosfórico concentrado (H3PO4) R.A.
Indicador de complejo ferroso-ortofenantrolina 0.025M, a partir de
ortofenantrolina base: pesar 1.48g de ortofenantrolina base en un vaso de precipitado de 100ml y agregar y agregar gotas de HCL al 10% disolver en 20ml de agua destilada. Por separado pesar 0.70gr de sulfato ferroso. (FesO4.7H2O) en un vaso de precipitado de 100ml y disolver en 20ml de agua. Mezclar las dos soluciones y llevar a volumen final de 100ml con agua destilada en un balón aforado.
Ácido clorhídrico al 10%: toma 10mL de HCL HCL RA y poner en un matraz de 100ml que contiene un mínimo mínimo 20 ml agua destilada. Completar a volumen con agua destilada.
Sulfato ferroso amoniaco 0.5N: disolver 196.07g de Fe (NH4)2(SO4)2 .6H2O en 800ml de agua destilada destilada y 20ml de H2SO4 concentrado y llevar a volumen de 1L con agua destilada en un balón aforado.
METODOLOGIA
Pesar 0.3 gr de suelo seco al aire y tamizado por la malla de 10mm para determinar el carbón orgánico, introducir este suelo en un Erlenmeyer de 250 ml o 150 ml.
Agregar con un dispensador automáticamente 10ml de la solución de dicromato de potasio 1N (K2Cr 2O7), agite suavemente el frasco durante 5 -10seg.
Con el dispensador automático agregamos 20ml de Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) al 10% grado técnico, agitamos el matraz inmediatamente por 1min.
Colocar el matraz en mesón tapado con papel de aluminio dejar en reposo por 30min.
Añadir 50 ml de agua destilada y a la vez 5 ml de H3PO4 concentrado y agite por rotación.
Adicionar enseguida 5 gotas del indicador de difenilamina al Erlenmeyer.
Someter a titulación en blanco con la disolución de sulfato ferroso el gasto 0.5 N gota a gota hasta un punto final que de un cambio cambio de color azul a verde brillante o claro.
Anotar el volumen gastado para cada blanco de proceso en la hoja de registro.
RESULTADOS Ecuación para hallar el contenido de carbono orgánico:
% C.O =
(− )∗∗0.003∗(100+δw)
* el factor
Dónde: %C.O
= Contenido de carbono orgánico en %.
V = Volumen de dicromato de potasio empleado en la muestra y en el blanco (5mL). M = Volumen de sulfato ferroso gastado en la titulación de la muestra. B = Volumen de sulfato ferroso gastado en la titulación del blanco. 0.003 = peso en gramo de un meq. De Carbono. = porcentajes de humedad en el suelo seco a 105°C (factor de corrección por humedad). Pm = peso de la muestra en gr. Datos obtenidos en el laboratorio: la boratorio: Bp= 13ml; M = 10ml; V = 5ml; Pm = 0.3 gr.
N=
=
5 13
= 0.385
0.003 = peso en gramo de un meq. De Carbono. = 17.7% a 105°C densidad del suelo de San Jorge.
% C.O = (13−10 )∗0.385∗0.003∗(100+17.7) = 1.36 0.3 % M ateri a Or gáni ca = 1.36 x 1 .724 = 2.34%
Imagen 1. Reacción al ácido sulfúrico concentrado
Imagen 2. Muestras analizadas en reposo
Imagen 3. Coloración final de las muestras analizadas
ANÁLISIS Para realizar el cálculo del carbono orgánico se utilizó la muestra de suelo proveniente de san Jorge, la cual la hemos venido trabajando en el laboratorio de suelo, para este análisis tuvimos en cuenta las referencias bibliográficas para decir, si este suelo tiene materia orgánica baja, media o alta. En el caso del suelo que manejamos para hacer el respetivo análisis los resultado s que nos arrojó fueron los siguientes: % Mat eria o rg áni ca es de : 2.34%
Tabla 2. Representación de la materia orgánica con respecto al clima. % M.O. Clima
Baja
Media
Alta
Cálido
<2
2.0-3.0
3.0
En la tabla tabla se puede observar que el valor de la materia orgánica de nuestro suelo está en el rango de MEDIA, lo que comprueba que nuestro suelo es proveniente como lo dice la tabla de clima cálido. Con el método estudiado puede quedar alguna parte del material orgánico del suelo sin oxidar, sobre todo en sus fracciones más frescas y más gruesas por lo cual los valores de materia orgánica del suelo pueden quedar subestimados, aunqu e en una fracción orgánica poco o nada activa en él. Pero en nuestro caso pienso que no quedo material sin oxidar, ya que nuestra muestra esta recolectada desde hace mucho tiempo y el material bien tamizado. La reacción de oxidación que se produjo en esta determinación es violenta y desprende gran cantidad de vapores, por por esta razón se obliga a hacerla bajo campana extractora y con la protección adecuada.
Podemos decir que en general la materia orgánica (MO) es uno de los constituyentes más importantes de los suelos. Su identificación y cuantificación permite clasificar suelos, evaluar su fertilidad y estimar el peligro de erosión, entre otras cualidades. Existe una numerosa bibliografía que señala los efectos efectos benéficos de la materia orgánica sobre distintas características físicas y químicas del suelo como estabilidad estructural, capacidad de retención hídrica, disponibilidad de nitrógeno y azufre, etc. Para este caso nuestro suelo cuenta con características relativamente buenas, en las cuales el contenido de materia orgánica en su máxima descomposición (humus), ha jugado un papel importante. También se analiza que todos los experimentos que hemos hecho hasta ahora en el laboratorio nos han dado datos muy confiables para este suelo.
CONCLUSIONES Del presente informe podemos sacar las siguientes conclusiones:
La materia orgánica del suelo tiene importantes importantes efectos sobre sus propiedades físicas, químicas y biológicas.
La materia orgánica es un parámetro muy importante en la clasificación taxonómica de los suelos.
En la mayoría de los suelos, el contenido de materia orgánica decrece al ir aumentando la profundidad del mismo.
Hay una relación general entre la altitud y el contenido de materia orgánica del suelo: a > altitud > contenido orgánico.
Para fines prácticos, la materia orgánica del suelo se evalúa de manera cuantitativa.
El método método más utilizado para evaluar el contenido de materia orgánica del suelo es el de Walkley y Black.
El valor de materia orgánica de nuestro suelo fue de 2.34% lo cual es muy bueno por el lugar de donde proviene el suelo.
BIBLIOGRAFÍA INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DEL SUELO. Autor. Daniel F. Jaramillo J. Ingeniero Agrónomo. UNIIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002 Dedico este trabajo a Clara Patricia y a María Camila pag. 425, 426, 427
ANEXOS Tabla 3. Efecto general de la materia orgánica sobre algunas propiedades del suelo.
Fuente: INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DEL SUELO. Autor. Daniel F. Jaramillo J. Ingeniero Agrónomo. UNIIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS MEDELLÍN 2002 Dedico este trabajo a Clara Patricia y a María Camila pag.417
