EL COMPLEJO DE INTERCAMBIO
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EL COMPLEJO DE INTERCAMBIO (CI) del SUELO
del SUELO
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICA (CIC) Parte I
Parte I Bibliografía:
Bibliografía: Temas de Edafología: Capítulos 4 y 5 Dra. Susana Hang
1
Temario
•
•
•
•
•
Introducción
Componentes del complejo de cambio
Tipo de cargas eléctricas
C
Características generales de los sistemas coloidales
t í ti
l d l
it
l id l
La doble capa eléctrica y la doble capa difusa: Características.
• Capacidad de intercambio catiónico (CIC) y capacidad de intercambio Aniónico (CIA)
• Cationes intercambiables
Cationes intercambiables
• Índices: su identificación en datos analíticos de cartas de suelo
Dra. Susana Hang
2
Introducción
• Se denomina complejo de intercambio a la fracción coloidal del suelo que tiene la capacidad de adsorber y de intercambiar iones entre si y con la solución del suelo.
• Es un fenómeno de interface (entre más de una cara o FAZ). • Es complejo
Es complejo porque esta integrado por componentes porque esta integrado por componentes
de naturaleza muy variada.
• Su importancia agronómica: Influye en propiedades fí i
físicas (estructura, estabilidad estructural, retención de (
bilid d
l
ió d
agua) , químicas (acidez, alcalinidad), fertilidad (reposición de nutrientes).
Dra. Susana Hang
3
SISTEMAS COLOIDALES (SC)
Contienen moléculas grandes o partículas pequeñas, de decir, ocupan una posición intermedia en lo que se refiere al tamaño de la partícula.
Intervalo de tamaño aproximado de moléculas o partículas coloidales: 20 Å – 2000 Å (0.002µm
coloidales: 20 Å 2000 Å (0 002µm‐0
0.2µm).
2µm)
Características de los Sistemas Coloidales:
•
•
•
•
Tamaño de la partícula.
Propiedades superficiales (incluyendo las eléctricas)
Interacciones partícula‐partícula.
Interacciones partícula disolvente
Interacciones partícula‐disolvente
Dra. Susana Hang
4
Suelo: Sistema trifásico y heterogéneo
fase liquida
fase gaseosa
fase sólida
Fase sólida
Inorgánica (minerales
primarios, arcillas, óxidos
hidratados otros)
hidratados,
Orgánica (productos
orgánicos,
microorganismos)
i
i
)
SUELO
Agua
Fase líquida
S l ió del
Solución
d l suelo
l
Fase gaseosa
Dra. Susana Hang
Atmósfera del suelo
5
Tamaño
Fase sólida
F
ólid
inorgánica
Separación
por análisis
mecánico
Origen
Propiedades
Arena muy gruesa (2000-1000 µm
Arena g
gruesa ((1000-500 µ
µm))
Arena media (500- 250 µm)
Arena fina (250- 100 µm)
Arena muy fina (100 50 µm)
Limo (50 – 2µm)
Arcillas (<2 µm)
Composición similar al
material original
Arena
Material original con
transformaciones
Limo
Predominio de material
neoformado
Arcilla
Actividad casi nula
Arena
Actividad p
pequeña
q
Limo
Gran actividad
Arcilla
COMPONENTES DEL COMPLEJO DE INTERCAMBIO
Los Componentes del Complejo de Cambio son todos los
posibles Adsorbentes presentes en el suelo: compuestos
minerales y orgánicos capaces de desarrollar carga
eléctrica (+ y -).
Dra. Susana Hang
7
Minerales de arcillaÆ Aluminosilicatos
Minerales hojosos formados por laminillas, cada laminilla esta formada por capas
Capa de
tetraedros de
[Si2O5]-2
Capa tetraédrica
Capa octaédrica
Capa de ALUMINA
Al2(OH)6
Capa de BRUCITA
Mg3(OH)6
Dra. Susana Hang
8
Minerales de Arcilla Æ Estructura cristalina
Mediante una reacción química entre la capa de tetraedros y de octaedros se forma la estructura de Lamina o Laminilla
CAPAS de TETRAEDROS y OCTAEDROS
LAMINILLA, LAMINA
1:1
2:1
Dra. Susana Hang
9
Tipo de las cargas eléctricas generadas en los minerales de arcillas
1‐ Sustitución isomórfica o carga permanente
•Tetraedros con Al reemplazando el Si
•Octaedros con Mg ó Fe2+ reemplazando Al
Se genera una Densidad de carga superficial
2‐ Dependiente del pH o carga variable
Se desarrollan cargas Se
desarrollan cargas
en los bordes
equivalentes a un grupo funcional
Dra. Susana Hang
10
Tipos de Minerales de Arcilla
Espaciado
CIC (meq/100g)
Cargas C
dependientes del pH
1:1
7.2
1‐10
Alto
Illita (micas)
2:1
10
20‐40
Bajo
Vermiculita
2:1
10‐15
120‐150
Bajo
Montmorillonita
2:1
Variable
80‐120
Bajo
Intergrados
2:1:1
14
20‐40
Alto
Arcilla
Tipo de capas
Caolinita
Dra. Susana Hang
11
Óxidos e hidróxidos de suelo
Dependiente del pH o carga variable
Dra. Susana Hang
12
COMPONENTES ORGÁNICOS DEL SUELO
COMPONENTES ORGÁNICOS DEL SUELO
Estructura hipotética de un Acido Húmico
Grupos funcionales que generan cargas dependientes del pH
p
q g
g
p
p
Dra. Susana Hang
13
Grupos funcionales de las sustancias húmicas
Dra. Susana Hang
14
Componentes del Complejo de Intercambio del suelo
Carga por sustitución isomórfica
Minerales de arcilla Cargas dependientes
d
d
d
dell pH
H
Minerales
Alofanos
C
Cargas
dependientes
d
di t d
dell pH
H
Ó
Óxidos
hidratados
Orgánicos
Cargas dependientes del pH
Grupos funcionales
Cargas dependientes del pH
Hidroxilo, carboxilo,
fenólico amina
fenólico,
Dra. Susana Hang
15
Dispersiones coloidales
Dispersiones coloidales
Característica común a todos los tipos de Característica
común a todos los tipos de
dispersiones coloidales
Gran relación AREA‐VOLUMEN en las partículas implicadas
Dra. Susana Hang
16
SUPERFICIE ESPECIFICA
No de Arista Superficie Bloques
[cm]
Expuesta [cm2]
1
1
6
125
0,2
30
1000 millones
0 001
0,001
6000
SUPERFICIE ESPECIFICA = SUPERFICIE / VOLUMEN [cm2/g]
TAMAñO
FORMA
A
B
Superficie Especifica de A<B<<C
C
Propiedades eléctricas de los SC
Propiedades eléctricas de los SC
• Adquieren carga eléctrica por ionización, por adsorción de iones (o ambas) cuando se ponen en contacto con un medio polar (ej.agua).
b )
d
t t
di
l ( j
)
• Como cualquier sistema electrolítico (solución verdadera) debe haber numero equivalente de iones de signo opuesto para que se cumpla la condición de electroneutralidad.
l l
di ió d l t
t lid d
• La característica especial de los SC consiste en que una de las especies cargadas tiene dimensiones coloidales y puede tener una carga neta muy superior a la de un ion monovalente
carga neta muy superior a la de un ion monovalente.
• En el sistema deberá haber iones con carga contraria a la de la partícula coloidal para que se mantenga la electroneutralidad ÆCONTRAIONES.
ÆCONTRAIONES
• También existirán iones del mismo signo que las partículas coloidales ÆCOIONES.
Dra. Susana Hang
19
Neutralidad eléctrica
• Para que se mantenga la neutralidad q
g
eléctrica debe haber un exceso de contraiones neutralizantes en la
contraiones neutralizantes en la proximidad de la partícula coloidal cargada.
cargada
Dra. Susana Hang
Distribución de los iones en los sistemas coloidales
Dra. Susana Hang
21
Modelo de Helmholtz
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Representación gráfica
Contraiones Potencial Eléctrico,
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
Distancia, nm
Superficie coloidal Dra. Susana Hang
22
La DCD
• En la proximidad de una partícula coloidal cargada hay tí l
l id l
d h
un equilibrio entre las fuerzas eléctricas que tienden a atraer contraiones y repeler coiones y y p
y
la agitación térmica que tiene a producir una distribución uniforme de iones.
• El efecto combinado de las fuerzas eléctricas y la agitación térmica da por resultado una
térmica, da por resultado una doble capa eléctrica “difusa” llamada la DC de Gouy‐
Chapman
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
‐
+
‐
Dra. Susana Hang
contraiones
Coiones (igual signo que la partícula coloidal)
Distribución de los iones en los sistemas coloidales
•
•
•
El exceso de contraiones cerca de la superficie de la partícula cargada apantalla la atracción electrostática a
la atracción electrostática a los contraiones más alejados de la superficie de la partícula
El potencial eléctrico cae
El potencial eléctrico cae rápidamente al principio y después más lentamente al aumentar la distancia.
El potencial eléctrico se hace l
l lé
h
nulo en una región donde la distribución de cargas es uniforme (solución verdadera).
d d )
Dra. Susana Hang
24
La DCD
La DCD
•
Un aumento de la concentración de electrolitos favorece que la
DCD se haga
g más compacta
p
((menor espesor)
p
) dado q
que incrementa
la caída de potencial por unidad de distancia)
Dra. Susana Hang
25
La DCD
La DCD
•
El aumento de la valencia de los contraiones favorece que la DCD
se haga más compacta (menor espesor), dado que incrementa la
caída de potencial por unidad de distancia.
ψ
Dra. Susana Hang
26
Cálculo del espesor de la capa difusa
D
d
Donde:
κ‐1 es la extensión de la doble capa o distancia a la superficie coloidal a la cual la concentración iónica es muy próxima a la de la solución externa.
e es la carga elemental del electrón.
ε es la constante dieléctrica del medio.
k es la constante de Boltzman.
z es la carga del contraión.
n0 es la concentración de la solución externa.
l
t ió d l
l ió
t
T es la temperatura absoluta.
C: constante que agrupa todas las constantes (e, ε, k, T, π). Reordenando:
A partir de esta ecuación podemos describir numéricamente el efecto sobre el espesor de la doble capa que tienen 1‐ la carga del contraión
l
d l
ió
2‐ la concentración externa
Dra. Susana Hang
27
Ejercicio de aplicación
1- Calcular el espesor de κ-1 (considerar la constante C= 2)
2).
2- Representar gráficamente,ψ ƒ d (potencial en función de distancia).
z
κ-1
n0
0.1M
1
0.01M
0.1 M
2
0.01 M
Dra. Susana Hang
28
Variación del espesor de la capa difusa según la carga del contraión y la concentración externa
contraión y la concentración externa
Espesor d
de la capa difusa, nm
70
60
50
40
Z1
30
Z2
20
10
0
1
0,3
0,1
0,01
0,001
Concentración solución externa, M
Dra. Susana Hang
29
Dra. Susana Hang
30
Conceptos de floculación y dispersión
Solución Externa
Solución Externa
Capa Difusa
Capa Difusa
Partícula Cargada
Partícula Cargada
El mayor espesor de la
capa difusa de cada
partícula
impide
el
“solapamiento” de las
capas difusas
dif
Condición del SC disperso
Solución Externa
Solución Externa
Capa Difusa
Capa Difusa
Partícula Cargada
Partícula Cargada
El pequeño espesor de
la capa difusa de cada
partícula permite el
“solapamiento” de las
capas difusas.
dif
Condición del SC floculado
Sistemas floculados y dispersos
Sistema disperso Partículas de arcilla individualizadas
Sistema agregado y disperso
Si
t
d di
Formación de clusters por asociación de laminas de arcilla
Sistema agregado y Sistema
agregado y
floculado
Dra. Susana Hang
32
Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC):
(CIC) Es la cantidad de
cationes que el complejo de cambio puede intercambiar con la
solución del suelo (predominante en suelos de regiones templadas)
Capacidad de Intercambio Aniónico (CIA): Es la cantidad de
aniones
i
que ell complejo
l j d
de cambio
bi puede
d iintercambiar
t
bi con lla
solución del suelo
La unidades de expresión: meq (g de suelo)
1 mmol (kg
Cmol (kg
(
suelo))-1,
(
de suelo))-11
-1;
meq (100g suelo)-1
Valores de referencia de CIC: 10 - 40cmol kg-1
Dra. Susana Hang
33
Intercambio iónico
Iones adsorbidos o intercambiables Æ
Son los encargados de mantener la electroneutralidad del suelo
CIC
CIA
15‐25 meq/100 g suelo 2‐4 meq/100g suelos Características de las reacciones de intercambio
catiónico
ió i
9Son reversibles
9S estequiométricas
9Son
t
i ét i
9Son rápidas
9Cumplen con la ley de masas
9Efecto dilución de valencia
Representación grafica de la generación de cargas eléctricas (+ y ‐) de los componentes del suelo en función del pH
Dra. Susana Hang
35
Electroneutralidad del suelo
Solución del suelo: agua, aniones, cationes, etc.
Cationes Æ Al+3, H+, Ca+2, Mg+2, K+, NH4+, Na+
Aniones Æ H2PO4‐1, SO4‐2, NO3‐, Cl‐, OH‐
Los cationes
i
provienen de la meteorización de los minerales y de la
mineralización de los compuestos orgánicos.
S pueden
Se
d ubicar:
bi
•La fase sólida Æ Estructurales
• En la interfaz solido-liquido
solido liquido Æ CATIONES INTERCAMBIABLES
• En la fase liquida Æ Cationes Solubles.
Relación de concentraciones entre los Cationes
Intercambiables y los Cationes Solubles
CATIONES
INTERCAMBIABLES
CATIONES
SOLUBLES
Estructurales
LIQUIDA
SOLIDA
GASEOSA
Dra. Susana Hang
37
Cationes intercambiables
Son los encargados de mantener la electroneutralidad del suelo
Son adsorbidos por mecanismos y energías variables
Propiedades de las reacciones de intercambio catiónico
9Son reversibles
9Son estequiométricas
9Son rápidas
9Cumplen con la ley de masas
9Efecto dil
dilución
ción de valencia
alencia
Dra. Susana Hang
38
CATIONES INTERCAMBIABLES Y SU DISTRIBUCIÓN
LEY DE COULOMB
qq´
F=K 2
Dr
F, fuerza de atracción o repulsión (N),
F
(N)
q y q´, son las cargas eléctricas (coulomb),
r, es la distancia entre cargas (m),
D es la constante diéléctrica (78,
D,
(78 agua 25ºC)
25ºC),
K, constante de proporcionalidad (8.9 .109 para las unidades planteadas)
Dra. Susana Hang
39
M
Mecanismos
i
involucrados
i
l
d en lla ADSORCIÓN
•Fuerzas de van der Waals
•Fuerzas de enlace por puente Hidrógeno
•Enlace iónico
•Enlace covalente
Dra. Susana Hang
40
Selectividad Catiónica
La reemplazabilidad relativa de un ión se denomina
Serie Liotrópica Æ Na+>K+ ≈NH4+> Mg++>Ca++>Al+++
Dra. Susana Hang
41
Proporciones frecuentes de cationes
Base
% de CIC
Relación respecto al Calcio
Ca+2
Mg+2
K+
Na+
75 85
75-85
12 18
12-18
15
1-5
1
-
5:1
32:1
80:1
Comentario:
N
Naturalmente
l
l secuencia
la
i es Ca>Mg>K>Na
C M K N y esto se repite
i en un gran
número de suelos, es decir que la composición de la saturación es
mucho más uniforme que la composición de la roca madre de la cual
derivan.
Dra. Susana Hang
42
Nomenclatura de los distintos integrantes de la capacidad de intercambio catiónico
T (CIC)
I S
-
H+
H+
H+
Na+
Na+
Ca+2
Ca+2
Mg+2
K+
K+
Cationes adsorbidos
T = Capacidad de Intercambio Catiónico
T = Capacidad de Intercambio Catiónico
I = Insaturación (ACIDEZ POTENCIAL)
S = Saturación
V = Saturación Relativa (%)
↔
Iones en solución
Cationes solubles
Dra. Susana Hang
43
INDICES
•T (valor “T”)
T ) = CIC
•Suma de Bases Æ S
•Saturación Æ V = S/T *100
Porcentaje de sodio intercambiable (PSI):
Se determina de dos formas según la condición de alcalinidad/acidez del suelo.
• En suelos alcalinos, S≈ T
•En
En suelos ácidos, S ≠ T
Reconocer los índices característicos asociados al CI
de la fase solida
de la fase liquida
INDICES Dra. Susana Hang
45
EL COMPLEJO DE INTERCAMBIO (CI) ( )
del SUELO
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO
CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICA (CIC) Parte II
•Introducción
•Salinidad y Sodicidad
•Efecto dilución
•pH
•Relación del CI con nutrientes poco solubles: el caso del P
Dra. Susana Hang
Dra. Susana Hang
46
46
La Capacidad de Intercambio confiere a
los suelos características qque ppermiten el
crecimiento vegetal
•Permite la floculación de coloides,
coloides
proceso necesario en la agregación de
las partículas minerales y orgánicas
(fertilidad física).
•Permite la retención y almacenamiento
del agua.
agua
•Reserva de nutrientes (fertilidad
química)
•Reduce la pérdida de cationes por
lixiviado (la solubilidad de los cationes
adsorbidos muy limitada).
•Confiere capacidad buffer a los suelos.
INDICES Y ATRIBUTOS ASOCIADOS AL COMPLEJO DE INTERCAMBIO
Æ
pH,, cationes intercambiables,, PSI,, CIC,, S,, V (también esta resaltado
p
Conductividad por su relación con el espesor de la capa difusa)
de la fase solida
de la fase liquida
INDICES 48
Aspectos vinculados con el complejo de intercambio del suelo
Salinidad
•Asociado a la solución del suelo
•Efecto indirecto sobre el estado de los coloides del suelo
•Efecto directo sobre la disponibilidad del agua
Sodicidad /Alcalinidad
•Asociado a la calidad de los iones intercambiables
•Efecto
Ef t directo
di
t sobre
b ell estado
t d de
d los
l coloides
l id d
dell suelo
l
•Efecto indirecto sobre la disponibilidad de nutrientes
Parámetros usados:
•Conductividad eléctrica del extracto de saturación
•Porcentaje de sodio intercambiable
•Relación
R l ió d
de adsorción
d
ió de
d sodio
di
•pH
Dra. Susana Hang
49
•Reserva de nutrientes (fertilidad química)
Relación de concentraciones entre los Cationes
Intercambiables y los Cationes Solubles
CATIONES
INTERCAMBIABLES
CATIONES
SOLUBLES
Estructurales
LIQUIDA
SOLIDA
GASEOSA
Considerando los primeros 20 cm de un suelo de Dap: 1.2 g cm‐3, saturación = 0.4 cm3 cm-3 (contenido de agua a saturación), CIC= 24 meq 100g‐1, y TRES condiciones de salinidad
Salinidad
dS m‐1
meq en solución (meq L‐1)
1
2
3.6
9
19
34
meq adsorbidos (meq
Relación Catión L‐1)
Adsorbido/ Catión Soluble
720
80
720
38
720
21
Dra. Susana Hang
50
Connotaciones Agronómicas relacionadas con la concentración salina de la solución del suelo (“solución externa”) y el sodio intercambiable
Salinidad
(Asociado a la solución del suelo)
•Efecto indirecto sobre el estado de los coloides del suelo
•Efecto directo sobre la disponibilidad del agua
Sodicidad
d d d/
/Alcalinidad
l l d d
(Asociado a la calidad de los iones intercambiables)
•Efecto
f
directo sobre el estado de los coloides del suelo
•Efecto indirecto sobre la disponibilidad de nutrientes
Parámetros usados:
•Conductividad eléctrica del extracto de saturación
•Porcentaje de sodio intercambiable
•Relación de adsorción de sodio
•pH
Dra. Susana Hang
51
Parámetros de para clasificar suelos como Salinos, Sódicos, o Salinos‐Sódicos
Salino
Parámetro
Conductividad Mayor 4 dS m‐1
Eléctrica (CE, dS m‐1)
Porcentaje de sodio Menor 15 %
intercambiable (PSI, %)
intercambiable (PSI, %)
Sódico
Salino‐sódico
Salino
sódico
Menor 4 dS m‐1
Mayor 4 dS m‐1
Mayor 15 %
Mayor 15%
El pH también puede ser usado como indicador de suelos sódicos que pueden tener valores El
pH también puede ser usado como indicador de suelos sódicos que pueden tener valores
superiores a 8.5 debido a que la energía de ligadura del Na intercambiable (menor que la de cationes divalentes) permite mayor hidrólisis (H+ + OH‐). Dra. Susana Hang
52
Ecuaciones de Intercambio Catiónico
El objetivo de todas las ecuaciones de Intercambio Catiónico es calcular un
coeficiente de intercambio que sea válido para un rango amplio de concentraciones.
•La relación de intercambio catiónico más general es una ecuación
de Acción de Masas
(La ecuación de acción de masas se escribe con cantidades químicamente equivalentes para los sitios de intercambio
y los cationes intercambiables)
se
se puede plantear una “constante”
constante
X = catión adsorbido
Ecuación de equilibrio de Gapón
X ó s = catión adsorbido
Reordenando:
{Na s }
= kg
{Ca s }
(Na )
(Ca ) 2
+
2+
El KG es completamente uniforme desde 0 a 40% de sodio
intercambiable, y toma el rango de valores:
0.01 - 0.015 L mmol-1
Efecto dilución
{Na s }
= kg
{Ca s }
(Na )
(Ca ) 2
+
2+
(Na+) = (Ca2+)
(Na )
(Ca ) 2
512
32
0,32
16
0 16
0,16
8
0,08
+
2+
{Na s }
{Ca s }
diluyendo 4 veces
128
diluyendo 4 veces
32
•La
La selectividad a favor del catión divalente se mantiene en todo rango de concentraciones.
selectividad a favor del catión divalente se mantiene en todo rango de concentraciones.
•Sin embargo, la máxima selectividad se manifiesta en sistemas diluidos.
•A medida que aumenta la concentración salina se reduce la afinidad de los divalentes respecto a los monovalentes.
•La concentración total modifica las actividades iónicas en forma no proporcional a la carga del catión.
•La actividad de los divalentes disminuye más que la actividad de los monovalentes cuando aumenta la concentración Dra. Susana Hang
55
total.
El pH del suelo ó Reacción del suelo
Alcalinidad
l l d d - Acidez
d
La reacción del suelo se mide a través del pH.
pH + pH
pH + pOH
+ pOH = 14
14
pH = – log [H+] = 7 y pOH = – log [OH‐] = 7
H+ > OH-, la reacción es ácida
H+ = OH-, la reacción es neutra
H+ < OH-, la reacción es alcalina
Clasificación de los Suelos según el pH
g
p
pH
Términos Descriptivos
< de 4,5
extremadamente ácido
45a5
4,5
5.0
0
Muy fuertemente ácido
5,1 a 5,5
5.6-6.0
Fuertemente acido
medianamente ácido
61a6
6,1
6,5
l
ligeramente
ácido
á d
6.6-7.3
neutro
7,4 a 7.8
Medianamente básico
7.9-8.4
8,5 a 9,0
básico
ligeramente alcalino
9 1 a 10
9,1
10,0
0
alcalino
> de 10,1
Fuertemente alcalino
El pH del suelo
Acidez
A
id
actual o pH
Acidez
potencial o Insaturación
T (CIC)
I S
-
H+
H+
H+
Na+
Na+
C +2
Ca
Ca+2
Mg+2
K+
K+
H+
↔
Relación entre el pH y saturación de bases
Curvas de Neutralización del suelo
Capacidad buffer del suelo Formas de determinar el pH del suelo:
•pH en agua: relación 1:2, 1:2.5. 1:1, en pasta
•pH en Cl2Ca (0.01 M)
•pH en KCl (1N)
•pH hidrolítico: suelo/ aguaÆ 1/10
Para pensar un poco…
P
Por qué el pH actual disminuye después de un aporte de K+?
Por qué la corrección del pH se debe realizar a partir de la
información de la acidez de cambio?
Por qué se utiliza carbonato de calcio o carbonato de magnesio
para corregir el pH actual del suelo?
Por que en suelos ácidos puede observarse disminución de la
concentración de nitratos?
El poder amort
amortiguador
guador frente a los camb
cambios
os de pH es una
de las características más importantes del suelo para la
vida de las plantas
La capacidad Buffer (CB) de los suelos
•La disponibilidad de los nutrientes para las plantas depende de su concentración en la p
p
p
p
solución del suelo, sin embargo es mas importante aun la capacidad del suelo de mantener dicha concentración.
•La CB representa la habilidad del suelo para reponer un ion a la solución
•La CB representa la habilidad del suelo para reponer un ion a la solución. •La CB involucra todos los componentes sólidos del sistema (iones adsorbidos, formando parte de los componentes minerales y orgánicos del suelo).
Disponibilidad de algunos elementos en el suelo, según el pH
Analicemos el caso del P
Dependencia de la disponibilidad del P con el pH del suelo
•El Ac. fosforico es un ácido Poliprotico
Etapas de la disociación
Constantes de disociación
H3PO4 + H2O Æ H3O+ + H2PO4‐
7,5 x 10-3
H2PO4‐ + H2O Æ H3O+ + HPO4‐2
6,2 x 10-8
HPO4‐2 + H2O Æ H3O+ + PO4‐3
1 x 10-12
Los aniones de Fosfato forman compuestos de solubilidad muy baja con Hierro, Aluminio y Calcio
AlPO4
9.84×10-21
FePO4.2H2O 9.91×10-16
Ca3(PO4)2 2.07×10-33
La disponibilidad del P es controlada por la solubilidad de sus compuestos
Máxima disponibilidad p
de P
La CB puede ser descripta como la relación entre la concentración adsorbida Δ Q y la concentración en solución ΔI
Ejemplo de la relación entre Q e I, en dos suelos con distinta CB (Δ Q/ ΔI ).
Δ Q/ ΔI = pendiente
CBA>CBB
Relación entre la CB y la textura del suelo
Representación de la influencia de la CB sobre los cambios en la concentración de P en solución por adición de fertilizante.
Para mantener la misma concentración en solución en ambos suelos la adición de P debiera ser mayor en el suelo arcilloso que en el arenoso.
