UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUÍA COMPONENTE PRÁCTICO 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA RAFAEL ANDRÉS RAMÍREZ ALVARADO (Director Nacional) CATALINA RESTREPO Acreditador BOGOTÁ Noviembre 2012 1 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 2. ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO Las guías del componente práctico del curso de Química Agrícola fueron diseñadas en el año 2012, por el Ingeniero Agrónomo (c) MSc en Ingeniería Agrícola RAFAEL ANDRÉS RAMÍREZ ALVARADO. El I.A Ramírez ha sido tutor de la UNAD desde el año 2011 siendo parte del equipo del CEAD José Acevedo y Gómez de Bogotá, actualmente se desempeña como docente de las asignaturas Química General y Orgánica a nivel nacional en la UNAD y como docente auxiliar e invitado en la facultad de ingeniería civil y Agrícola de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, es integrante activo del grupo de poscosecha de productos agrícolas. En el año 2012 CATALINA RESTREPO, tutora del CEAD Medellín, ubicada en Bogotá, apoyó el proceso de revisión de estilo de la guía del componente práctico dando aportes disciplinares, didácticos y pedagógicos en el proceso de acreditación de material didáctico desarrollado en el mes de NOVIEMBRE. Este documento se puede copiar, distribuir y comunicar públicamente bajo las condiciones siguientes: Reconocimiento: Debe reconocer los créditos de la obra de la manera especificada por el autor o el licenciador (pero no de una manera que sugiera que tiene su apoyo o apoyan el uso que hace de su obra). No comercial: No puede utilizar esta obra para fines comerciales. Sin obras derivadas: No se puede alterar, transformar o generar una obra derivada a partir de esta obra. Al reutilizar o distribuir la obra, tiene que dejar bien claro los términos de la licencia de esta obra. Alguna de estas condiciones puede no aplicarse si se obtiene el permiso del titular de los derechos de autor. Nada en esta menoscaba o restringe los derechos morales del autor. 2 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 3. INDICE DE CONTENIDO ITEM Pág. CARACTERISTICAS GENERALES 6 PRACTICA 1- DENSIDAD APARENTE Y DENSIDAD REAL 11 Parte I. Humedad gravimétrica. Parte II. Densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro. Parte III. Densidad aparente por el método del terrón parafinado. Parte IV. Densidad aparente por el método del cilindro (Opcional). PRACTICA 2- TEXTURA Parte I. Clases texturales (triangulo textural). Parte II. Método del hidrómetro (prueba de Bouyoucos). 24 PRACTICA 3- LIMITES DE CONSISTENCIA Parte I. Limites de Atterberg. Parte II. Limite líquido y Limite plástico. 32 PRACTICA 4- pH DEL SUELO Parte I. Determinación de pH en solución acuosa en relación 1:1 Parte II. Determinación de pH en solución de KCl en relación 1:1. Parte III. Determinación de pH en solución de CaCl2 en relación 1:1 Parte IV. Determinación de pH en solución de NaF PRACTICA 5- ACIDEZ INTERCAMBIABLE PRACTICA 6- CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC) 38 44 50 PRACTICA 7-CARBONO ORGÁNICO 57 PRACTICA 8- CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUELO. 63 PRACTICA 9- DETERMINACIÓN DE LAS BASES DE CAMBIO 70 FUENTES DOCUMENTALES 76 ANEXOS ANEXO 1. Guía para la elaboración de informes y preinformes. 78 ANEXO 2. Preparación de las muestras de suelo para trabajo en laboratorio. 80 3 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 4. LISTADO DE TABLAS Pág Tabla 1. Rangos comunes de los parametros Da y Dr en el suelo. Tabla 2. Resultados experimentales para la práctica 1 parte I.humedad gravimetrica. 13 16 Tabla 3. Densidad del agua de acuerdo a la temperatura del ensayo (°T: temperatura, D: densidad) teniendo como base una presion de 1 atm. 17 Tabla 4. Resultados experimentales para la practica 1 parte II. Densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro. 18 Tabla 5. Resultados experimentales para determinación de la densidad aparente por el metodo de terrón parafinado. 19 Tabla 6. Resultados experimentales para la practica de determinación de la densidad aparente por el metodo del cilindro biselado. 21 Tabla 7. Factores de correción por temperatura para el metodo de Bouyoucos. 28 Tabla 8. Registro de resultados determinación de porcentajes Ar, L y A por metodo del hidrometro. 29 Tabla 9. Registro datos experimentales para determinación de límite plástico e índice plástico. 35 Tabla 10. Registro datos experimentales para determinación del límite líquido. 35 Tabla 11. Interpretación del los limites de Atterberg. 36 Tabla 12. Registro de datos experimentales para la determinación de pH en el suelo. 41 Tabla 13. Registro de datos experimentales para calcular la acidez intercambiable del suelo. 47 Tabla 14. Registro datos experimentales para determinación de la capacidad de intercambio catiónico empleando el método del acetato de amonio estandarizado. 55 4 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Tabla 15. Registro de datos experimentales para la determinacion de carbono organico mediante el metodo de Walkley y Black. 60 Tabla 16. Registro de datos experimentales para la cuantificacion de la conductividad electrica del suelo. 67 Tabla 17. Concentracion de las soluciones patrón, para la elaboración de la curva de calibración para cada elemento. 72 Tabla 18. Registro de datos experimentales para la determinación de bases de cambio mediante el uso de espectrofotometría de absorción atómica. 73 4.1 LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS Pág. Figura 1. Montaje para la determinación de la densidad aparente, por el metodo del terron parafinado. 19 Figura 2. Triangulo para clasificación textural, Adaptado de SSS (1993). 30 5 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 5. CARACTERÍSTICAS GENERALES Introducción La química agrícola facilita la integración de las ciencias, siendo la física y la geomorfología dos de las áreas que permiten explicar y dar bases solidas a los fundamentos de las reacciones y propiedades químicas que se presentan en el interior del suelo. Durante el primer encuentro, se evaluaran importantes temáticas como lo son la preparación de un suelo para análisis y determinación de propiedades como la densidad aparente y real que permiten establecer factores como la porosidad del suelo, ítem importante en la interpretación y conceptualización de la fertilidad del suelo adicional se trabajaran conceptos como la textura y los limites de consistencia que permuten establecer la estructura del suelo. En el segundo encuentro se trabajaran las propiedades químicas del suelo como lo son el pH, la acidez intercambiable y la capacidad de intercambio catiónico que permiten en gran medida definir el tipo de cultivo y las potencialidades que puede tener en un suelo determinado. En el tercer y último encuentro se realizara la cuantificación de carbono orgánico y la conductividad eléctrica de un suelo problema y como practica opcional se trabajara la determinación de bases de cambio empleando métodos espectrofotométricos. 6 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Justificación El desarrollo sostenible de las actividades agrícolas, está directamente relacionado con la aplicación efectiva del conocimiento, el tipo de manejo empleado y la recuperación de los recursos que puedan potencialmente ser afectados. El escenario principal de estas actividades es el suelo, el cual al ser un sistema abierto, permite el ingreso y asimilación de sustancias complementarias, sean o no de síntesis química, estos procesos generan subproductos usualmente contaminantes que contribuyen en el deterioro y perdida de la fertilidad de los sistemas productivos, por tanto los profesionales interesados en este campo de estudio, deben tener un conocimiento integral y practico del suelo en cuanto a su origen, propiedades físicas, químicas y biológicas, y como estas se interrelacionan definiendo el uso y manejo adecuado del mismo, teniendo como fundamento la conservación y la optimización de los recursos empleados en la producción agrícola actual Intencionalidades formativas Propósitos Formar profesionales con amplio conocimiento en las tecnicas de laboratorio empleadas para estimacion de propiedades fisicoquimicas del suelo Profundizar y aplicar los conocimientos adquiridos en el componente teorico de l curso Objetivos Analizar y discutir las principales tecnicas de valñoracion y cuantificación empleadas en el estudio de la fisco-qiumica del suelo 7 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Desarrollar habilidades en el manejo y uso de instrumentacion de laboratorio Metas Adquirir el conocimiento y la practica de los diferentes metodos de analisis volumetricos, colorimetrico, potenciometricos entre otros. Adquirir los conocimientos basicos para la interpretacion de resultados de las diferentes tecnicas de laboratorio que se estudian a lo largo del presente modulo. Competencias 1. El manejo instrumental de laboratorio asociado a procedimientos relacionados con la química agrícola. 2. Apropiación y aplicación del lenguaje tecnico y cientifico propio de un laboratorio de química agrícola. 3. Capacidad para investigar a través de la indagación de información relevante en el laboratorio y diversas fuentes documentales. Denominación de practicas PRACTICA No. 1- DENSIDAD APARENTE Y DENSIDAD REAL Parte I. Humedad gravimétrica. Parte II. Densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro. Parte III. Densidad aparente por el método del terrón parafinado. Parte IV. Densidad aparente por el método del cilindro (Opcional). 8 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 2- TEXTURA Parte I. Clases texturales (triangulo textural). Parte II. Método del hidrómetro (prueba de Bouyoucos). PRACTICA No. CONSISTENCIA 3. LIMITES DE Parte I. Limites de Atterberg. Parte II. Limite líquido y Limite plástico. PRACTICA No. 4- pH DEL SUELO Parte I. Determinación de pH en solución acuosa en relación 1:1 Parte II. Determinación de pH en solución de KCl en relación 1:1. Parte III. Determinación de pH en solución de CaCl2 en relación 1:1 Parte IV. Determinación de pH en solución de NaF en relación 1:50 PRACTICA No. INTERCAMBIABLE Determinación intercambiable volumétrico. 5- de por ACIDEZ la el acidez método PRACTICA No. 6- CAPACIDAD INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC) DE Determinación de la capacidad de intercambio catiónico por el método del acetato de amonio 1N pH 7. (CICA) 9 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 7- CARBONO ORGÁNICO Método de Walkley y Black. PRACTICA No. 8- CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUELO. Conductividad electica en el extracto de pasta diluida y en el extracto de saturación. PRACTICA No. 9- DETERMINACIÓN DE LAS BASES DE CAMBIO Determinacion de K, Ca, Mg y Na mediante espectrofotometría de absorción atómica. Número de horas 18 30% Porcentaje SI___ NO X . Curso Evaluado por proyecto 1. Blusa para laboratorio blanca manga larga. Seguridad industrial 2. Guantes de nitrilo 3. Gafas de seguridad translucidas 4. Tapabocas 10 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 6. DESCRIPCIÓN DE PRÁCTICAS PRACTICA No. 1. DENSIDAD APARENTE Y DENSIDAD REAL Tipo de practica Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas Presencial X Autodirigida Remota Otra ¿Cuál 3,33% 3 Parte I. Humedad gravimétrica. Parte II. Densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro. Parte III. Densidad aparente por el método del terrón parafinado. Parte IV. Densidad aparente por el método del cilindro (Opcional). Propósito Aplicar los conocimientos obtenidos en cursos como quimica general, organica, biologia y otras mediante la interpretacion y correcto uso de los materiales de laboratorio. Objetivo Exponer los principios y metodologias para la determinación de algunas propiedades fisicas con el fin de interptretar y asociar los resultados con las caracteristicas quimicas de un suelo. Meta Analizar y aplicar las tecnicas para la deteminacion de la densidad de un suelo. Competencia 1- El manejo instrumental de laboratorio asociado a procedimientos para la determinacion de la densidad aparente y real del suelo 2- Apropiación y aplicación del lenguaje tecnico y cientifico propio de un laboratorio de química agrícola. 11 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica El suelo es un sistema abierto compuesto por tres fases; una solida (matriz del suelo), liquida (solución del suelo) y otra gaseosa (atmosfera del suelo), esta permite la existencia de los espacios porosos y la penetración de las raices de las plantas para la captcion de iones disponibles en la solucion del suelo. La distribucion porcentual de estas fases en un suelo ideal correspone a 50% de fase solida, 25% gase liquida y 25% fase gaseosa. Mediante el desarrollo de las practicas programadas en este laboratorio se desea determinar el contenido de agua del suelo y la densidad, los cuales corresponden a parametros importantes para la caracterizacion fisica del suelo, estas son expresadas en los conceptos: humedad gravimetrica, densidad aparente y densidad real. El concepto humedad gravimétrica (θ g), representa la humedad del suelo expresada mediante la relacion existente entre la masa de los solidos que lo conforman y el volumen total del suelo, tambien puede ser exprersada con relacion al volumen de poros o espacio poroso del suelo. La masa de solidos hace referencia al suelo que ha sido tratado en laboratorio en una estufa de secado a 105°C hasta alcanzar masa constante, el cual se alcanza aproximadamente a las 24 horas. Entre tanto la densidad mide la relacion existente entre la masa y el volumen de una particula o sustancia, usualmente esta expresada en en Mg.m-3, Kg.m-3 ó g.cm-3, las anteiroes unidades son equivalentes de tal forma que: 1 Mg.m-3= 1 Kg.m-3 = 1g.cm-3, en el suelo esta variable puede ser expresada mediante los conceptos densidad real (Dr) y densidad aparente (Da). La densidad real (Dr), también conocida como: densidad de sólidos ó partículas, este concepto esta relacionado con el tipo de minerales y compuestos organicos presentes en el suelos, esta variable se determina mediante la medición del volumen de una masa conocida de suelo, en laboratorio se determina mediante el método del picnómetro (25 mL), la muestra de suelo es introducida en el picnometro y luego es aforado el volumen con agua, con el fin de determinar el volumen de agua desplazado por la muestra de suelo, de tal manera que la masa de agua contenida en el picnometro de 25 mL menos la masa de agua necesaria para aforar, es igual a la masa de agua desplazada por la muestra de suelo, la cual representa un volumen de suelo acorde con el principio de inmesión. La densidad aparente; expresa la relacion existente entre la masa de las particulas y el volumen total del suelo, incuyendo el espacio poroso. En laboratorio este parametro puede ser determinado experimentalmente mediante 12 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA la aplicación de los metodos: cilindro y terron parafinado. El metodo de cilindro, permite analizar una porción de suelo sin disturbar con el fin de medir de forma adecuada el espacio poroso del suelo, se emplea un cilindro de material inoxidable con un volumen conocido estandarizado para analisis de laboratorio en 5 cm de diametro y 5 cm de longitud, el cual se emplea para extraer una masa de suelo que sera determinada en laboratorio. El método de terrón parafinado, tiene su fundamento en la medición de la densidad de un terrón o agregado del suelo, representativo con un tamaño de 4-6 cm de diámetro, con un peso variable de 50-100g, preferiblemente seleccionado en el sitio de muestreo (en campo). El terrón sera cubierto con una capa delgada de parafina mediante una inmersión del mismo en un recipiente con parafina caliente, revisando que no existan espacios sin recubrir, ni exceso de parafina, se emplea este material de recubrimiento pues es repelente al agua, posteriormente se empelara el principio de inmersión de arquímedes, con el fin de determinar el volumen del terrón y mediante la ecuación basica de densidad, calcular este valor para el suelo en estudio. Con el fin de evitar errores de laboratorio y resultados desviados a continuación se presenta una tabla con los valores de densidad aparente y real comunes en el suelo: Rango Densidad aparente (Da) Mg.m-3 0,01-1,8 Densidad real (Dr) Mg.m-3 2,3 – 5,18 Común en suelos 1,3 -1,6 2,3 -2,9 Valores Erroneos >1,8 <2,3 y >3 Maximo Tabla 1. Rangos comunes de los parametros Da y Dr en el suelo. 13 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Descripción de la practica Analisis y calculo experimental para: humedad gravimétrica, densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro, densidad aparente por el método del terrón parafinado y densidad aparente por el método del cilindro (Opcional) para un suelo problema. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales Capsulas de aluminio de 5cm de diametro, o capsula de porcelana. Espátula Balanza con aproximación de 0,1 g Balanza con aproximación de 0.01 g Estufa de secado temperatura variable (a 105°C) Pinzas Desecador con orificio para vacío Bomba de vacío Cilindro en material inoxidable abierto en los extremos, con un borde biselado (5 cm de alto X 5 cm de diámetro). Termómetro Hilo Picnómetro de 25 ml Vaso de precipitados de 50 ml Papel aluminio (debe llevarse a la practica por el estudiante) Reactivos Parafina con densidad 0.89 Mg. m-3 ó 0.89 g. cm-3 Agua destilada y hervida Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Reactivos y materiales disponibles en el laboratorio Un dia antes de iniciar las practicas los estudiantes deberan asistir a una sección de aproximadamente 2 horas en donde realizarán los pasos del anexo 1 los pasos que requieran de 24 horas, como lo son el secado del suelo (esta fecha debera ser informada por la dirección de laboratorio y estara definida por la disponibilidad de los mismos). 14 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Seguridad Industrial Guantes de nitrilo, Gafas de seguridad translucidas Blusa para laboratorio blanca con manga larga Tapabocas. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: Uso y reconocimiento de materiales de laboratorio Unidad 1 y 2 del componente teorico del curso Fundamentos de la practica Bioseguridad Normas de laboratorio Forma de trabajo: 1. Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón 2. Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas 3. Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento: Parte I. Humedad gravimétrica. 1. Pese en la balanza con aproximación de 0,1 g de una capsula de aluminio o de porcelana, seca y vacía (CV). 2. Registre el peso de la capsula empleada. 3. En la capsula seca y vacia, adicione 20 g de la muestra de suelo problema entregado por el tutor empleando una espátula. 4. Escriba el peso de la capsula más la muestra de suelo húmedo (CSH). 5. Introduzca la capsula con el suelo húmedo en la estufa y deje secar a una temperatura de 105°C. 6. Retire de la estufa de secado 24 horas despues, la cápsula con el suelo seco, con la ayuda de unas pinzas para crisol. 7. Deje enfriar la cápsula con el suelo seco en un desecador durante 30 minutos. 8. Pese la cápsula con el suelo seco 9. Registre el peso del suelo seco más la capsula (CSS) 10. Empleando la ecuación para calculo de la la humedad gravimetrica (θg), registre el valor estimado para el suelo problema. 15 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Grupo Masa del recipiente vacio (CV) Masa del recipiente con el suelo humedo (CSH) Masa del recipiente con el suelo seco (CSS) % Humedad gravimetrica (θg) 1 2 . n Promedio Tabla 2. Resultados experimentales para la práctica 1 parte I. Humedad gravimetrica. Diseñó: I.A Rafael Ramirez (2012) Cálculos: La ecuación general de humedad gravimetrica esta dada por: Ma: Masa de Agua Ms: Masa de solidos Por tanto empleando los paramtros de la tabla 1, podemos estructurar una nueva ecuación que nos permitira determinar, usando los datos experimentales la humedad en cuestión, así: La humedad gravimétrica puede ser expresada adimensionalmente como una fracción ó se puede expresar en términos de porcentaje multiplicando por 100. 16 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Parte II. Densidad de real (Dr) por el método del picnómetro 1. Pesar en una capsula de aluminio o de porcelana aproximadamente 30 g de suelo de la fracción de tierra fina (suelo pasado por tamiz de 2 mm Ver anexo 2). 2. Secar en estufa a 105°C durante 24 horas. 3. Deje enfriar en desecador por 30 minutos. 4. Pese el picnómetro vacío con tapa puesta de 25 mL (PVCT). 5. Agregue 5 gramos del suelo del numeral 3, empleando un embudo pequeño y seco, para evitar perdidas de material. 6. Pese el picnómetro más el suelo seco con la tapa (PSST). 7. Adicione agua destilada empleando el vaso de precipitados de 50 mL, virtiendola sobre la pared del picnómetro para evitar la formación de burbujas, llene la mitad del volumen del picnómetro. 8. Lleve el picnómetro sin tapa al desecador, aplique vacío durante 5 minutos para eliminar las burbujas de aire formadas al interior del picnometro. 9. Retire el picnómetro del desecador, adicione agua destilada hasta completar el volumen y tápelo, asegurándose el agua llegue hasta el nivel superior del capilar de la tapa. 10. Retire el exceso de humedad y registre el peso del picnometro con la solucion del suelo y tapa (PSHT). 11. En el mismo picnometro limpio, lleve a volumen con agua destilada, coloque la tapa y revise que el nivel del capilar este al maximo. 12. Mida la temperatura del agua dentro del picnómetro (TAP) y determine la densidad del agua en g.cm-3 a esa temperatura, de acuerdo con la tabla 2. 13. Retire el exceso de humedad por fuera del picnometro, verifique nuevamente que el capilar este al maximo nivel con agua y registre el peso (PAT). # 1 2 3 4 5 6 7 °T de ensayo (°C) 12 15 16 18 19 20 21 D g.cm -3 # 0,99958 0,99919 0,99903 0,99868 0,99849 0,99829 0,99808 8 9 10 12 13 14 15 °T de ensayo (°C) 22 23 24 25 26 27 28 D g.cm -3 # 0,99786 0,99762 0,99738 0,99713 0,99686 0,99659 0,99631 16 17 18 19 20 21 22 °T de ensayo (°C) 29 30 31 32 33 34 35 D g.cm -3 0,99602 0,99571 0,99541 0,99509 0,99476 0,99443 0,99408 Tabla 3. Densidad del agua de acuerdo a la temperatura del ensayo (°T: temperatura, D: densidad) teniendo como base una presion de 1 atm. 17 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Grupo Peso del picnómetro vacio con tapa (PVCT) Peso del picnómetro con tapa y con suelo seco (PSST) Peso del picnómetro con tapa, con suelo y agua (PSHT) Densidad del agua a la °T del ensayo (TAP) Peso del picnometro con agua y con tapa (PAT) Densidad real (Dr) 1 2 . n Promedio Tabla 4. Resultados experimentales para la practica 1 parte II. Densidad de sólidos y de partículas por el método del picnómetro. Calculos Para determinar la densidad real, empleando los datos del ensayo se emplea la siguiente ecuación: Parte III. Densidad aparente por el método del terrón parafinado 1. Seleccione un terrón representativo de suelo sin disturbar y con la humedad de campo. 2. Coloque un hilo en el terrón de tal forma que quede bien amarrando, usando hilo para costura, y dejando libre uno de los extremos con un tamaño minimo de 40 cm con el fin de poder sostener el terron en la parafina. 3. Tome el peso del terrón húmedo (PTH). 4. Surmeja el terron sostenido del borde de la tira durante 5 segundos en un recipiente que contiene parafina fundida a 60°C. Retírelo y deje drenar el exceso de parafina dentro del recipiente, revise que el terron quede completamente cubierto con parafina, si no es asi, repita el procedimiento. 5. Espere a que se solidifique y enfrie la parafina. 6. Pese el terrón parafinado (PTCP). 7. Coloque en una balanza con aproximacion 0,1 gramos, un vaso de precipitados con capacidad para 500 mL llene hasta la mitad de su volumen con agua y tare la balanza. 8. Sujete el terron parafinado por el extremo libre del hilo y sumerjalo totalmente en el vaso de precipitados, evitando que toque los bordes y el fondo del vaso. 18 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 9. Sumerja el terrón y registre los pesos por lo menos tres veces, promedie los resultados y registre (PTPA). 10. Registre la temperatura del agua. 11. Emple los valores de humedad gravimetrica establecidos en la parte I, para realizar los calculos. Diseño: I.A Rafael Andrés Ramírez Figura 1. Montaje para la determinación de la densidad aparente, por el metodo del terron parafinado. Grupo Peso del terrón humedo (PTH) Peso del terrón con parafina (PTCP) Peso medio del terrón con parafina (PTPA) Peso del terrón seco (PTS) Volumen del terrón (VT) Densidad aparente (Da) Mg.m -3 ó g.cm -3 1 2 . n Promedio Tabla 5. Resultados experimentales para determinación de la densidad aparente por el metodo de terrón parafinado. Calculos La densidad aparente (Da) se determina empleando la siguiente ecuación: PTS: peso del terrón seco en gramos VT: volumen total en cm 3 El peso del terrón seco se puede estimar empleando los datos calculados de 19 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA humedad gravimetrica (θg), así: PTS: peso del terrón seco en gramos. PTH: peso del terrón humedo en gramos θg: cociente de humedad gravimetrica (θg sin multiplicar por 100) Por ultimo se calcula el volumen del terrón empleando los datos de la tabla 3 y reemplazandolos en la siguiente ecuación: VT: volumen total (en cm 3) PTPA: peso del terrón parafinado suspendido en agua (en gramos) PTCP: peso del terron con parafina. D.H2O: densidad del agua (en g.cm-3) de acuerdo a la temperatura del ensayo (ver tabla 2). D.parafina: densidad de la parafina (en g.cm-3) Parte IV. Densidad aparente por el método del cilindro biselado (Opcional). 1. Calcule el volumen del cilindro con un borde biselado de 5 cm de alto X 5 cm de diámetro. 2. Tome una muesta de suelo en campo empleando el cilindro descrito anteriormente. 3. Ubique el extremo biselado del cilindro contra el suelo e introduzca suavemente. 4. Elimine el suelo sobrante en los extremos dejándolo lo más plano posible. 5. Llevelo al laboratorio con sumo cuidado y en una bolsa plastica sellada con el fin de evitar la perdida de humedad. 6. Coloque cuidadosamente la muestra de suelo que se encuentra dentro del cilindro con ayuda de una espatula pequeña sobre un trozo de papel aluminio 7. Fracione el suelo en agregados pequeños 8. Pese una cápsula de aluminio o de porcelana vacia (PCV), la capsula debe tener una capacidad volumetrica mayor a la del cilindro. 20 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 9. Transfiera el suelo a la capsula previamente pesada. 10. Registre el peso de la cápsula más el suelo húmedo (PCCSH). 11. Lleve la capsula con el suelo humedo a la estufa de secado a una temperatura de 105°C durante 24 horas. 12. Deje enfriar en un desecador durante 30 minutos. 13. Registre el peso de la capsula más el suelo seco (PCCSS). Grupo Peso de la capsula vacia (PCV) Peso de la capsula más el suelo húmedo (PCCSH) Peso de la capsula más el suelo seco (PCCSS) Volumen del cilindro (Vc) Densidad aparente Da 1 2 . n Promedio Tabla 6. Resultados experimentales para la practica de determinación de la densidad aparente por el metodo del cilindro biselado. Cálculos El volumen del cilindro se calcula empleando la siguiente ecuación: r: radio del cilindro y h: altura del cilindro ambos items en centimetros. La densidad aparente del suelo, es calculada empleando los datos de la tabla 5 y reemplazandolos en la siguiente ecuación: Da: Densidad aparente PCV: peso de la capsula vacia PCCSH: peso de la capsula más el suelo humedo PCCSS: peso de la capsula más el suelo seco Vc: volumen del cilindro 21 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 22 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1. Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2. Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3. Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación El tutor de laboratorio hará la correspondiente retroalimentación 15 días luego de realizada la práctica. 23 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 2- TEXTURA Tipo de practica Presencial Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica X Autodirigida Remota 3,33% 2 Parte I. Clases texturales (triangulo textural). Parte II. Método Bouyoucos). Intencionalidades formativas del hidrómetro (prueba de Propósitos Aplicar los conociemientos adquiridos mediante la interpretación y trabajo con el modulo de teoria, relacionados con las clases texturales y su identificacion de forma experimental. Objetivos Clasificar un suelo problema mediante la determinacion de su composicion textural empleando el metodo del hidrómetro y el triangulo textural. Metas Formar profesionales capaces y participativos en metodologias de laboratorio especificamente en el analisis de suelos orientado hacia la determinacion de propiedades fisicas y quimicas como lo son es la textura Competencias 1. El manejo instrumental de laboratorio asociado a procedimientos relacionados con la química agrícola. 2. Apropiación y aplicación del lenguaje tecnico y cientifico propio de un laboratorio de química agrícola. 3. Capacidad para investigar a través de la indagación de información relevante en el laboratorio y diversas fuentes documentales. 24 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica La textura es una propiedad física del suelo que hace referencia a la proporción relativa de los varios tamaños de partículas minerales de un suelo. Esta propiedad representa una de las características del suelo más estable y está relacionada con otras propiedades físicas y químicas del suelo, como son la aireación, el movimiento del agua, la retención de humedad, la capacidad de intercambio de aniones y cationes y la disponibilidad de nutrientes, para efectos practicos la textura evaluda considera únicamente las partículas de suelo de diámetro menor a 2 mm, esta fraccion del suelo es conocida como “tierra fina” y esta compuesta por arenas, limos y arcillas, las dimensiones de estas particulas se presentan en el modulo de teoria en la tabla 1. La textura puede ser evaluada tanto en campo como en laboratorio. Entre los métodos más usados se encuentran el método organoléptico o del tacto, aplicable en campo, y los métodos de la Pipeta y del Hidrómetro de Bouyoucos. Para estimar este parametro, en el laboratorio, se emplea el metodo del hidrometro ó metodo de Bouyoucos, el cual permite clasificar la fracción inorgánica o mineral de la fase sólida del suelo, la cual está compuesta por particulas que se diferencian en su composición y tamaño. La variación de tamaño que va desde tamaños mayores a 2 mm hasta partículas coloidales con tamaños menores a 0.002mm. Es necesario durante este proceso realizar una dispersion de particulas en la muestra de suelo. Con el fin de desintegrar e individualizar las partículas primarias, las cuales deben permanecer separadas durante la determinación, esta puede hacerse empleando acciones mecanicas o quimicas, la dispersion quimica tiene como principio elevar el potencial electrostático del suelo de modo que los coloides en suspensión permanezcan dispersos, para tal fin son comunmente empleados; el pirofosfato de sodio (Na4P2O7) ó el hexametafosfato de sodio (NaPO3) 6, que aumentan los niveles de Na+ en la solución, causando la dispersión y repulsión entre partículas. El método del Hidrómetro o de Bouyoucos, presenta la ventaja de ser rápido y fácil de emplear, consiste en cuantificar los sólidos de un tamaño especifico a través de la medición directa de la densidad en una solución de suelo disperso, empleando un densímetro o hidrómetro. La profundidad del centro de flotación del hidrómetro varía con la densidad de la solución, la cual disminuye a medida que se van sedimentando las partículas, de acuerdo a la ley de Stokes, la cual relaciona la velocidad de sedimentación de las partículas de acuerdo a su tamaño a través de un líquido de densidad conocida. Bouyoucos (1962) determinó que las partículas mayores de 50 μm (arenas) se sedimentan en los primeros 40 segundos, de tal manera que después de ese tiempo no tienen influencia en la densidad de la suspensión. 25 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA A las 2 horas se sedimentadas las partículas mayores de 2 μm (limos), por tanto sólo permanecerán en suspensión las arcillas. Es importante recordar que al emplear este método se deben hacer correcciones ya que la densidad de la suspensión se ve afectada por las variaciones de temperatura y por la presencia de dispersantes en el suelo. Descripción de la practica Aplicación de un metodo de dispersión de particulas y cuantificacion porcentual de fracciones arena, limo y arcilla empleados en la clasificación textural. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Agitador mecánico Frascos plásticos con cierre hermético de 250 ml Hidrómetro de Bouyoucos ASTM 152H Cilindro de sedimentación o probeta plástica o de vidrio con capacidad de 1,2 L Cronómetro Termómetro Balanza con aproximación de 0.1 gramos Frasco lavador Reactivos Solución dispersante. a. Hexametafosfato de sodio al 3.57% b. Carbonato de sodio al 0.79% Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica a. Un dia antes de la practica pesar en un trozo de papel aluminio 50 g de suelo de la fracción de tierra fina (suelo pasado por tamiz de 2 mm), transfieralo a un frasco de agitación de 250 mL, adicione 150 mL de agua destilada y 10 mL de solucion dispersante (hexametafosfato de sodio al 3.57% y carbonato de sodio al 0.79% en relacion 1:1). b. Cierre el recipiente herméticamente, Este suelo debe ser puesto a dispersar antes de la práctica, mediante agitación durante 2 horas en el agitador mecánico. 26 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. 1. Preparación de soluciones. 2. Uso y reconocimiento de material de laboratorio. Forma de trabajo: 1. Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón 2. Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas 3. Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento Para esta practica se debe llevar paralelamente un blanco así: En un cilindro de 1130 ml colocar 10 ml de solución dispersante y llevar a volumen con agua destilada, con el hidrómetro sumergido, Efectuar las lecturas con el hidrómetro y el termómetro a los 40 segundos y a las 2 horas. El tutor del componente practico designara el grupo que realizara este proceso. 1. Agregar el producto de la dispercion fisico-quimica del literal b de los requerimientos previos para la practicasión en el cilindro al cilindro de sedimentación o probeta de 1,2 L empleando un frasco lavador. 2. Afore con el hidrómetro dentro de la suspensión 1130 cm3 con agua. 3. Retire el hidrómetro y agite la suspensión durante 20 segundos. 4. Deposite nuevamente el hidrometro en el cilindro y registre el tiempo con el cronometro 5. Registre la primera lectura en g sólido /L suspensión a los 40 segundos leyendo en el menisco formado entre la solucion en dispersión y el hidrometro (GLS 40s). 6. Registre inmediatamente la temperatura de la dispersión sin perturbar el proceso de sedimentación (Td 40s). 7. Registre la segunda lectura con el hidrómetro exactamente a las dos horas (GLS 2h) y seguidamente medir la temperatura (Td 2h). 8. Corrija el efecto del dispersante en la suspensión, restando las lecturas efectuadas en la muestra con las del blanco. 9. Efectue las correcciones por temperatura, sumando a la lectura del hidrómetro el factor de corrección por temperatura que se presentan en la tabla 6. 27 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 15 -1,60 -1,56 -1,53 -1,49 -1,46 -1,42 -1,38 -1,35 -1,31 -1,28 16 -1,24 -1,20 -1,17 -1,13 -1,10 -1,06 -1,02 -0,99 -0,95 -0,92 17 -0,88 -0,84 -0,81 -0,77 -0,74 -0,70 -0,66 -0,63 -0,59 -0,56 18 -0,52 -0,48 -0,45 -0,41 -0,38 -0,34 -0,30 -0,27 -0,23 -0,20 19 -0,16 -0,12 -0,09 -0,05 -0,02 0,02 0,06 0,09 0,13 0,16 20 0,2 0,24 0,27 0,31 0,34 0,38 0,42 0,45 0,49 0,52 21 0,56 0,60 0,63 0,67 0,70 0,74 0,78 0,81 0,85 0,88 22 0,92 0,96 0,99 1,03 1,06 1,10 1,14 1,17 1,21 1,24 23 1,28 1,32 1,35 1,39 1,42 1,46 1,50 1,53 1,57 1,60 24 1,64 1,68 1,71 1,75 1,78 1,82 1,86 1,89 1,93 1,96 25 2,00 2,04 2,07 2,11 2,14 2,18 2,22 2,25 2,29 2,32 26 2,36 2,40 2,43 2,47 2,50 2,54 2,58 2,61 2,65 2,68 27 2,72 2,76 2,79 2,83 2,86 2,90 2,94 2,97 3,01 3,04 28 3,08 3,12 3,15 3,19 3,22 3,26 3,30 3,33 3,37 3,40 29 3,44 3,48 3,51 3,55 3,58 3,62 3,66 3,69 3,73 3,76 30 3,80 3,84 3,87 3,91 3,94 3,98 4,02 4,05 4,09 4,12 31 4,16 4,20 4,23 4,27 4,30 4,34 4,38 4,41 4,45 4,48 32 4,53 4,56 4,59 4,63 4,66 4,70 4,74 4,77 4,81 4,84 T (°C) Tabla 7. Factores de correción por temperatura para el metodo de Bouyoucos. 28 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Grupo LB 40s GLS 40s °Td 40s FC°T 40s LC 40s LB 2h GLS 2h °Td 2h FC°T 2h LC 2h %Ar %L %A 1 2 . . n Tabla 8. Registro de resultados determinación de porcentajes Ar, L y A por metodo del hidrometro. LB 40s: lectura del blanco a los 40 segundos LB 2h: lectura del blanco a las 2 horas GLS 40s: Lectura de la dispersión a los 40 segundos GLS 2 h: Lectura de la dispersión a los 2 horas °Td 40s:temperatura de la dispersión a los 40 segundos °Td 2h: temperatura de la dispersión a las 2 horas FC °T 40s: factor de correción de temperatura a los 40 segundos FC °T 2h: factor de correción de temperatura a las 2 horas LC 40s:lectura corregida a los 40 segundos LC 2h:lectura corregida a las 2 horas %Ar: porcentaje de arcilla %L: porcentaje de limo %A: porcentaje de arena Cálculos El resultado de la practica se representara mediante el calculo del porcentaje de cada una de las fraciones minerales del suelo y su correspondiente interpretación con el triangulo textural, las ecuaciones para calcular los porcentajes son las siguientes: 29 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Figura 2. Triangulo para clasificación textural, Adaptado de SSS (1993). Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 30 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2.Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 31 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 3. LIMITES DE CONSISTENCIA Tipo de practica Presencial Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Autodirigida X Remota 3,33 1 Parte I. Límites de Atterberg. Parte II. Limite líquido y Limite plástico. Intencionalidades formativas Propósitos Brindar a los aprendientes herramientas cientificas y tecnicas que les permita analizar e interpretar los resultados obtenidos mediante la experimentación con muestras de suelo. Objetivos Aplicar la metodologia de Casagrande determinar limites liquidos en el suelo. para Analizar metodologias para la estimación de los limites de Atterberg. Metas Profundizar en tencicas empleadas en el analisis de suelos. Analizar procesos y metodologias aplicados en laboratorio que permitan obtener parametros para la interpretación de las caracteristicas fisico-quimicas del suelo. Competencias 1. Uso de tecnicas propias para analisis de suelos. 2. Aplicación de conocimientos teoricos. 32 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica La consistencia hace referencia a la capacidad que poseen las partículas del suelo de mantenerse unidas a pesar de ser sometidas a fuerzas externas, esta propiedad del suelo está en función del contenido de agua del mismo, debido a que las partículas secas al ser sometidas a la acción del agua adsorben el elemento formando una capa que aumenta en la medida que se adiciona agua. Este proceso facilita que las partículas se deslicen entre sí. La consistencia del suelo depende de las fuerzas de cohesión entre las partículas sólidas y adhesión entre las partículas sólidas y la fase líquida del suelo. De esta forma el comportamiento del suelo en función del contenido de agua puede ser estimado a partir de: el límite líquido (Lliq): el cual corresponde al límite superior de plasticidad en el cual el suelo esta tan hidratado que se comporta como un fluido, el límite plástico (Lpls): es el límite inferior de plasticidad bajo el cual el suelo no puede deformarse sin que se desintegre, es decir, cuando el suelo es friable y se pulveriza. El límite plástico es el contenido de agua al cual el suelo comienza a desmenuzarse cuando es enrollado en forma de cilindros de un tamaño específico, el índice de plasticidad (Lpls) determina la cantidad de agua que debe agregarse para llevar el suelo del límite plástico al límite líquido en un indicador de la plasticidad del suelo, también es conocido como rango de plasticidad y corresponde al intervalo en el contenido de agua en el cual el suelo presenta propiedades plásticas. En la actividad agrícola es importante que el suelo presente una humedad inferior a la que se presenta en el límite plástico. Entre tanto el límite líquido se define como el contenido de agua en el suelo, que permite una resistencia al corte tan baja que fluye para cerrar una ranura de ancho estándar cuando es sometido a vibración de un modo especifico, el método para determinación de este parámetro se conoce como método de Casagrande. Descripción de la practica Estimación del límite líquido y plástico en laboratorio, aplicación y comprensión del método de Casagrande. Interpretación de resultados. Estimación de parámetros y rangos de plasticidad. 33 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Cápsulas de aluminio o porcelana Mortero y pistilo de porcelana Recipiente plástico de 500 mL Espátula Balanza analítica con 0.01 g de precisión Estufa con regulación de temperatura hasta 105°C Cazuela de Casagrande con ranurador Reactivos Agua destilada Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica N/A Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. 1. Teoría para el método de Casagrande. Forma de trabajo. Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento Parte I. Limite plastico y liquido Limite plástico 1. Tome 30 gramos de suelo de la fracción fina, adicione agua, hasta obtener una consistencia estable y saturada. 2. Enrollé una porción de suelo con la mano sobre una superficie o lámina de vidrio. 3. Cuando el diámetro del rollo alcance 3 mm sin resquebrajarse, rómpalo en 68 pedazos. 4. Comprima los pedazos con los dedos hasta obtener una masa uniforme. 5. Enrolle de nuevo los trozos, formando uno solo hasta que este se rompa. 34 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 6. Cuando el rollo esté de 5 a 6 cm de largo y 3 mm de diámetro, determine el contenido de humedad del suelo. 7. Obtenga varios rollos para la determinación de humedad. Grupo Peso capsula vacía (PCV) Peso capsula con suelo húmedo (PCCSH) Peso capsula con suelo seco (PCCSS) 1 2 . . n Limite plástico (Lpls) Índice plástico (Ipls) Promedio Tabla 9. Registro datos experimentales para determinación de límite plástico e índice plástico. Limite liquido (opcional) 1. Pese 150 g de suelo con la humedad de campo. 2. Tamícelo con una malla numero 5 (4 mm). 3. Coloque la muestra en el recipiente plástico de 500 mL. 4. Adicione agua destilada 15 - 20 mL. 5. Mezcle con la espátula hasta obtener un color y una consistencia uniforme. 6. Continúe adicionando agua en porciones de 1 a 3 mL hasta homogeneizar la muestra en estado plástico. 7. Coloque una porción de la mezcla en la cazuela de Casagrande. 8. Nivele el suelo con una espátula de modo que la profundidad sea de 1 cm en el punto más grueso. 9. Regrese el exceso de suelo al recipiente plástico donde se preparó la pasta. 10. Realice un corte recto en el centro con el ranurador, de modo que el suelo quede Completamente separado en dos partes. 11. Haciendo girar la manija de la cazuela, golpee la taza desde una altura de 1 cm, hasta que las dos mitades de suelo se unan de nuevo en el fondo de la ranura con un tamaño promedio de 1.2 cm. 12. Para determinar el limite liquido (Lliq), pese una capsula de vacía (PCV), retire 25 g del suelo depositado en la cazuela de Casagrande con la espátula (PCCSH). 13. Seque el suelo en la estufa a 105°C durante 24h y registre de nuevo el peso (PCCSS). Grupo 1 2 . . N PCV PCCSH PCCSS Lliq Promedio Tabla 10. Registro datos experimentales para determinación del límite líquido. 35 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Cálculos Índice plástico Limite plástico Limite liquido Tipo de suelo Arena Limo Arcilla % limite liquido % limite plástico -30-40 40-150 No plástico 20-25 25-50 % índice plástico No plástico 10-15 15-100 Tabla 11. Interpretación del los limites de Atterberg. Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 36 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1. Preinforme Valoración baja No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. (0) Valoración Media Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Valoración Alta Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. Máximo puntaje (2,0) (2) (1) No se presenta informe de laboratorio. 2. Informe (0) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (2,0) (2) (1) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (1,0) (1) (0,5) TOTAL 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 37 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 4. pH DEL SUELO Tipo de practica Presencial Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica X Autodirigida 3,33 1 Remota Parte I. Determinación de pH en solución acuosa en relación 1:1 Parte II. Determinación de pH en relación 1:1. solución de KCl en Parte III. Determinación de pH en solución de CaCl2 en relación 1:1 (Opcional) Parte IV. Determinación de pH en solución de NaF en relación 1:50 (opcional) Intencionalidades formativas Propósitos Fundamentar y aplicar proceso de determinacion de propiedades quimicas en el suelo. Objetivos Aplicar conceptos basicos como el pH para la determinacion de propiedades químicas del suelo. Metas Dirigir al aprehendiente en la aplicación de tecnicas basicas que permiten clasificar y determinar parametros de importancia en los suelos agricolas como lo es el pH, el cual permite definir la potencialidad del suelo y coordinar manejos posteriores para la obtención de más y mejores cosechas. Competencias 1. Uso de tecnicas propias para analisis de suelos. 2. Aplicación de conocimientos teoricos. 38 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica El pH del suelo representa la acidez activa del suelo, comúnmente el pH se expresa como el logaritmo negativo de la actividad de hidrogeniones (H+) en la solución del suelo o en una suspensión de suelo: agua o suelo : solución salina. El pH es una de las propiedades químicas del suelo más importante, que permite establecer parámetros como la disponibilidad de nutrientes y la solubilidad de varios compuestos, la fuerza de enlace de los iones en los sitios de intercambio y la actividad de los microorganismos. El pH puede ser determinado en laboratorio empleando métodos potenciométricos, los cuales se basan en la comparación del potencial eléctrico producidos por los iones H + en solución, con el potencial constante que produce un electrodo de referencia. La medición de pH se hace generalmente en una suspensión suelo-agua en relación 1:1 (peso/volumen), sin embargo, existen otras suspensiones como lo son: KCl 1M en relación 1:1 ó suelo: CaCl 2 0.01M en relación 1:2. Descripción de la practica Determinación del pH del suelo empleando diferentes solventes, que permitirán comparar los resultados y establecer el método más adecuado dependiendo el tipo de suelo. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Vaso de precipitados de 50 mL Balanza de precisión de 0.1 g Varillas de agitación Probeta graduada de 10 mL Cronómetro Potenciómetro con electrodos combinados Reactivos Agua destilada Solución tampón de referencia (pH 4.00 y 7.00) Solución de KCl 1M Solución de CaCl2 0.01M (Opcional) Solución de NaF 1 M (Opcional) 39 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos en el laboratorio. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: 1. Preparación de soluciones 2. Uso de potenciómetros Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento: Parte I. Determinación de pH en solución acuosa en relación 1:1 1. Pese 10.0 g de la fracción de tierra fina del suelo en un vaso de precipitados. 2. Adicione 10 mL de agua destilada 3. Agite cada 15 minutos durante 1 hora. 4. Realice la lectura de pH directamente con el potenciómetro hasta que se estabilice la lectura. 5. Lave y enjuague los electrodos al terminar cada lectura. 6. Registre los datos en la tabla 12. Parte II. Determinación de pH en solución de KCl en relación 1:1 1. 2. 3. 4. Pese 10.0 g de suelo en un vaso de precipitados Adicionar 10 mL de solución de KCl 1M Agite cada 15 minutos durante una hora Realice la lectura de pH directamente con el potenciómetro hasta que se estabilice la lectura. 5. Lave y enjuague los electrodos al terminar cada lectura. 6. Registre los datos en la tabla 12. 40 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Parte III. Determinación de pH en solución de CaCl2 en relación 1:1 (Opcional) 1. 2. 3. 4. 5. Pese 10.0 g de suelo en un vaso de precipitados Adicione 10 mL de solución de CaCl2 0.01M Agite durante media hora Deje reposar media hora Realice la lectura de pH directamente con el potenciómetro hasta que se estabilice la lectura. 6. Lave y enjuague los electrodos al terminar cada lectura. 7. Registre los datos en la tabla 12. 8. Parte IV. Determinación de pH en solución de NaF en relación 1:50 (opcional) 1. 2. 3. 4. Pese 0.50 g de suelo en un vaso de precipitados de 50 mL Adicione 25 mL de solución de NaF 1M. Registre el tiempo empleando un cronometro y agite durante 1 minuto. Efectué la lectura del pH los dos minutos después de la adición del NaF, colocando los electrodos en el tercio superior de la suspensión. 5. Lave y enjuague los electrodos al terminar cada lectura. 6. Registre los datos en la tabla 12. Grupo pH suelo: agua (1:1) pH suelo : KCl (1:1) pH suelo:CaCl2 (1:1) pH suelo : NaF (1:1) 1 2 . n Promedio Tabla 12. Registro de datos experimentales para la determinación de pH en el suelo. 41 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 42 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) No se presenta informe de laboratorio. 2.Informe (0) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 43 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No 5. ACIDEZ INTERCAMBIABLE Tipo de practica Presencial X Autodirigida Remota Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica 3,33% 2 Determinación de la acidez intercambiable por el método volumétrico. Intencionalidades formativas Propósitos Aplicar los conocimientos adquiridos en el manejo insturmental con el fin de determinar la cantidad y tipo de iones que definen la acidez de cambio del suelo. Objetivos Determinar la acidez intercambiable empleando un metodo volumetrico (titulación). Metas Formar profesionales aptos y competitivos en analisis instrumental y determinación de propiedades quimicas del suelo. Competencias 1. El manejo instrumental de laboratorio asociado a procedimientos relacionados con la química agrícola. 2. Apropiación y aplicación del lenguaje tecnico y cientifico propio de un laboratorio de química agrícola. 3. Capacidad para investigar a través de la indagación de información relevante en el laboratorio y diversas fuentes documentales. 44 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica La acidez intercambiable del suelo está representada por los cationes del complejo de intercambio catiónico, principalmente el aluminio y el hidrógeno, estos elementos no son nutrientes para las plantas y contribuyen a acidificar el suelo. La acidez está unida a la fase sólida del suelo y está conformada por el aluminio complejado, el aluminio intercambiable y por los ácidos orgánicos presentes en la materia orgánica. Los grupos que define la acidez son: los iones hidrogenión (H+) obtenidos de la hidrólisis del Al 3+ y del Al parcialmente hidrolizado, los grupos de ácidos débiles fácilmente disociables que constituyen las sustancias húmicas y los iones hidrogenión (H+) con capacidad intercambiable. La acidez intercambiable puede ser estimada mediante el método volumétrico, el cual permite determinar de los iones de aluminio e hidrogeno intercambiables con una solución no amortiguada de sal neutra (KCl 1N). La solución salina debe cumplir con dos requisitos esenciales: presentar alta concentración del ión desplazante (en este caso K+) y conservación del aluminio en forma soluble. La acidez intercambiable se puede determina empleando una titulación ácidobase, en donde es posible diferenciar entre el Al 3+ y el H+. Pues el Al3+ intercambiable se presenta solamente en suelos muy ácidos, con pH inferior a 5.5, razón por la cual este método no es aplicable a suelos con pH por encima de ese valor. Descripción de la practica Determinación de la acidez intercambiable del suelo empleando el método volumétrico. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Erlenmeyer de 125 mL Embudo Buchner Tamiz de 2 mm Papel filtro Soporte universal Bureta Pinza para bureta 45 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Reactivos KCl 1N: Disolver 74.6 g de KCl grado analítico en 1 L de agua destilada Fenolftaleína al 0.1%: Disolver 0.1 g de fenolftaleína en 100 ml de alcohol etílico con 95% de pureza Hidróxido de sodio 0.1 N: Disolver 4 g de NaOH en 1 L de agua destilada Acido clorhídrico 0.1N: Diluir 8.5 ml HCl concentrado en 1 L de agua destilada Fluoruro de sodio al 4% Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos en el laboratorio. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. 1. Preparación de soluciones. 2. Titulación básica Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento: 1. 2. 3. 4. Pese 10 g de suelo seco al ambiente y pasado por tamiz de 2 mm. Agréguelos en un erlenmeyer de 125 mL. Adicione 50 mL de KCl 1N y agite durante 15 minutos. Filtre el contenido del erlenmeyer empleando un embudo Buchner con la ayuda de vacío a través de un filtro cualitativo, lave 3 veces con 10 ml de KCl. 5. Adicione de 5 a 10 gotas de fenolftaleína 6. Titule el filtrado obtenido (80 ml) con NaOH 0.1N, hasta que la solución vire a un color rosa pálido 7. Registre el volumen de hidróxido empleado en la titulación 8. Adicione 1 gota de HCl 0.1N para volver de nuevo incoloro el filtrado 9. Adicione 10 ml de NaF, si hay presencia de Al3+ la solución se tornara de color rosado intenso. Si ese es el caso, titular entonces con HCl 0.1N hasta que la solución se torne definitivamente incolora. 10. Registre el volumen de ácido empleado 46 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Grupo Normalidad Volumen Normalidad Volumen Cmoc.Kg -1 NaOH de NaOH del HCl de HCl Acidez Al H (N) (mL) (N) (mL) 1 2 . n Tabla 13. Registro de datos experimentales para calcular la acidez intercambiable del suelo. Cálculos La acidez intercambiable es expresada en cmolc kg-1 ó meq/100 g de suelo seco a 105°C y se calcula mediante la siguiente ecuación: A int : Acidez Intercambiable V NaOH: Volumen de NaOH gastado en la titulación N NaOH: Normalidad del NaOH empleado en la titulación Pm: Peso de la muestra empleado en la extracción El aluminio intercambiable se puede expresa en cmolc kg-1 de suelo seco a 105°C y se calcula empleando la siguiente ecuación: Al int : Aluminio Intercambiable V° HCl: Volumen de HCl gastado en la titulación N HCl: Normalidad del HCl empleado en la titulación Pm: Peso de la muestra empleado en la extracción Para finalizar, el hidrógeno intercambiable se puede estimar en cmolc kg-1 de suelo seco a 105°C y se calcula con la ecuación 47 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 48 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2.Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 49 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No 6- CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO (CIC) Tipo de practica Presencial Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas X Autodirigida Remota 3,33% 2 Determinación de la capacidad de intercambio catiónico por el método del acetato de amonio 1N pH 7 (CICA) Propósitos Brindar a los aprendientes herramientas de analisis que les permita determinar parametros y propiedades químicas de gran importancia en la interpretacion y clasificacion de las caracteristicas del suelo. Objetivos Determinar la capacidad de intercambio cationico empleando el metodo del acetato de amonio estandarizado en 1N y pH7. Interpretar y clasificar el suelo a partir de los resultados de la practica. Metas Comprender los principios y fundamentos de las metodologias de extracion ionica empleando solventes como el acetato de amonio. Competencias 1. Adquirir destrezas en el uso de material de laboratorio. 2. Adquirir destreszas en las metodologias analiticas empleadas en el estudio de la química del suelo. 50 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica La capacidad de intercambio catiónico (CIC) puede ser expresada en meq/100 g de suelo y en cmolc kg-1, es una medida de la cantidad de cationes que pueden desplazarse en la solución del suelo y que se encuentran neutralizando las cargas negativas de los coloides del suelo. El intercambio catiónico es una reacción de tipo reversible, que ocurre entre los cationes de la solución del suelo y los sitios con carga negativa, este proceso ocurre de forma permanente y esta en función del pH de las superficies coloidales orgánicas o minerales. Las cargas negativas de los materiales sólidos del suelo son originadas como se menciono en el modulo de teoría, gracias a procesos como: la sustitución isomórfica (genera la carga permanente del suelo y es independiente del pH), ruptura de enlaces en los bordes y superficies externas de minerales, disociación de grupos funcionales ácidos en los compuestos orgánicos y adsorción preferencial de ciertos iones en la superficie de los coloides. En suelos con carga dependiente de pH, la CIC es una propiedad que varia con forme se selecciona el método y las condiciones bajo las cuales se determina en laboratorio. Existen diferentes métodos para la determinación de este parámetro, sin embargo, el proceso ideal está representado por el que “mida la capacidad del suelo de adsorber los cationes que se encuentran en una solución acuosa de igual pH, fuerza iónica, constante dieléctrica y composición que la solución del suelo en condiciones de campo”. Sin embargo, debido a las dificultades metodológicas, se han estandarizado unos pocos métodos de referencia. El método empleado para determinar la CIC debe ser seleccionado según el tipo de suelo, y debe ser reportado siempre en el análisis. Los métodos para determinar CIC consisten en: A. Desplazar los cationes intercambiables con otro catión indicador proveniente de una solución salina o ácida. La CIC es equivalente a la suma de los cationes desplazados (denominada capacidad de intercambio catiónico efectiva, CICE). B. Después de que el complejo de cambio del suelo ha sido saturado con el catión indicador, el exceso de solución salina o ácida en el suelo es lavado con un solvente apropiado. Luego el catión indicador adsorbido es desplazado por otra solución salina. La CIC es equivalente al contenido del catión indicador en el extracto resultante. 51 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Aunque el principio es el mismo, los métodos pueden variar en el tiempo de saturación, el procedimiento de extracción, el tipo y concentración de la solución saturante y el tipo de solvente empleado para el lavado. Para efectos prácticos emplearemos el método estándar para la determinación de la CIC, mediante el uso del acetato de amonio 1N pH 7, es importante mencionar que este método no es el más adecuado para suelos salinos, calcáreos o aquellos en donde exista presencia importante de gibsita. La CIC estimada por el método del acetato de amonio, es conocida como CICA, y corresponde a la medida de las cargas negativas del complejo de cambio del suelo neutralizadas mediante el uso de los iones amonio (NH4+) provenientes de la solución amortiguada de CH 3COONH 4 (acetato de amonio) 1N a pH 7. El catión NH 4+ presente en el acetato de amonio desplaza a los cationes alcalinos (K+ y Na+) y alcalino-térreos (Ca2+ y Mg2+) que se encuentran adsorbidos en el complejo de intercambio catiónico del suelo. Estos cationes pasan a la solución extractora. Luego se elimina el exceso de acetato de amonio atrapado en el suelo mediante lavados con alcohol etílico. El ión NH 4+ que se ha adsorbido mediante un proceso de intercambio iónico, es desplazado a su vez por el ión sodio presente en una solución de cloruro de sodio. La cuantificación se realiza mediante una titulación ácido-base. El acetato de amonio puede estimar las bases intercambiables: K+, Ca2+ y Mg2+, pero presenta ciertas desventajas al no estimar el H+ y Al3+ , debido a que el acetato de amonio neutraliza el H + y precipita el Al3+ como Al(OH)3, y puede sobrevalorar la CIC, puesto que el reactivo empleado genera un incremento en el pH natural del suelo. Descripción de la practica Determinación de la capacidad de intercambio catiónico empleando como solución dispersanté acetato de amonio estandarizado. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Balanza analítica con precisión de 0.01 g Agitador Bomba para filtración al vacío Erlenmeyer con desprendimiento lateral de 250 mL Embudo Buchner Papel filtro Balón aforado de 250 mL Pipeta graduada de 10 mL Bureta de 25 mL con soporte universal 52 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Reactivos Acetato de amonio 1N pH 7: Disolver 77.08 g de acetato de amonio grado analítico en 1 L de agua destilada. Para disminuir o aumentar el pH hasta ajustarlo en 7, adicionar unas gotas de ácido acético o hidróxido de amonio según sea el caso. Oxido de lantano al 10%: Pese 10 g de óxido de lantano grado analítico y disuelva en 50 mL de agua destilada. En la cabina extractora de gases agregue lentamente 25 mL de ácido clorhídrico concentrado agitando continuamente. Cuando se haya disuelto completamente el óxido de lantano y la solución se haya enfriado, lleve a volumen de 100 mL con agua destilada. Alcohol etílico al 96% Cloruro de sodio al 10%: Pesar 100 g de cloruro de sodio grado analítico y disolverlos en 1 L de agua destilada. Formaldehido grado analítico al 38% Hidróxido de sodio 0,1N: Pesar 4 g de hidróxido de sodio grado analítico y disolver en 1 L de agua destilada. Fenolftaleína al 1%: Pesar 1 g de fenolftaleína y disolver en 100 mL de alcohol etílico al 96%. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos en el laboratorio Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: 1. Preparación de soluciones y manipulación de reactivos. 2. Estandarización de soluciones Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstac ulos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. 53 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Procedimiento: 1. Pese 5 g de la fracción de tierra fina (suelo seco al aire y pasado por tamiz de 2 mm. 2. Adicione el suelo en un recipiente con capacidad de 100 mL, agregue 30 mL de acetato de amonio 1N pH 7. 3. Tape el recipiente y agite durante 20 minutos en un agitador mecánico. 4. Coloque el embudo Buchner en el erlenmeyer con desprendimiento lateral y conectar a la línea de vacío. 5. Con la ayuda del vacío, pasar el suelo a través de papel filtro puesto en el embudo Buchner. 6. Lave el suelo con tres porciones de 10 mL de acetato de amonio, filtrando cada porción y permitiendo que el embudo drene bien antes de filtrar la porción siguiente. Utilizar poca succión para evitar que el suelo y el papel filtro se sequen completamente. 7. Transvase el filtrado a un balón volumétrico de 250 mL y adicionar 1 ml de óxido de lantano al 10% 8. Lleve a volumen con agua destilada. Nota: Guarde el filtrado para la determinación de las bases de cambio (K, Na, Ca y Mg) por Espectrofotometría de Absorción Atómica. 9. Lave bien el erlenmeyer de 250 mL con agua corriente y enjuagar tres veces con agua destilada. 10. Instale de nuevo el embudo con el suelo en el erlenmeyer y lave la muestra con cinco porciones de 10 mL de etanol al 96%, permitiendo cada vez que el etanol se filtre casi completamente, sin dejar secar el suelo ni el papel filtro. 11. Vierta el filtrado de alcohol etílico recogido en el erlenmeyer en un recipiente para manejo de residuos. Este será recuperado posteriormente con el fin de ser reutilizado. 12. Lave el erlenmeyer con agua corriente y luego enjuague tres veces con agua destilada. 13. Instalar de nuevo el embudo y agregar al suelo cinco porciones de 10 mL de cloruro de sodio al 10%. El filtrado obtenido en cada lavado se recoge de nuevo en el erlenmeyer de 125 mL. 14. Deseche el suelo en la caneca para residuos sólidos con riesgo biológico. 15. Agregue al filtrado en el erlenmeyer 5 mL de formaldehido y cinco gotas de fenolftaleína como indicador. 16. Titule con hidróxido de sodio 0,1 N hasta que la solución vire de transparente a rosa pálido. El color debe permanecer por lo menos 30 segundos. 17. Registre el volumen de hidróxido de sodio gastado en la titulación de la muestra (VolNaOHm). 18. Titule un blanco compuesto por 50 mL de cloruro de sodio al 10% y 5 mL de formaldehido con hidróxido de sodio. 19. Registre el volumen de hidróxido de sodio gastado en la titulación del blanco (VolNaOHb). 54 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Grupo Volumen de NaOH gastado en la titulación de la muestra (VolNaOHm). Volumen de NaOH gastado en la titulación del blanco (VolNaOHb). Capacidad de intercambio catiónico (CIC) meq/100 g Cmolc.Kg-1 1 . n Promedio Tabla 14. Registro datos experimentales para determinación de la capacidad de intercambio catiónico empleando el método del acetato de amonio estandarizado. Cálculos: Para determinar de forma experimental la capacidad de intercambio catiónico empleando el método del acetato de amonio (CICA) se emplea la siguiente ecuación: VolNaOHm: volumen de NaOH gastado en la titulación de la muestra (mL) VolNaOHb: volumen de NaOH gastado en la titulación del blanco (mL) N: Normalidad del NaOH empleado en las titulaciones Pm: peso de la muestra (g) Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 55 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2.Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 56 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 7. CARBONO ORGÁNICO Tipo de practica Presencial X Autodirigida Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Remota 3,33% 2 Método de Walkley y Black. Intencionalidades formativas Propósitos Determinar el contenido de materia organica del suelo empleando el metodo conocido como Walkley y Black. Objetivos Estimar el contenido de materia organica en el suelo empleando un metodo colorimetrico. Interpretar el contenido de mateteria organica determinado de forma experimental. Metas Proporcionar herramientas de analisis cualicuantitativas que permitan interpretar y clasificar la materia organica del suelo. Competencias 1. Desarrollo de habilidades en el manejo de la instrumentacion y metodos tipicos en el analisis de suelos. 2. Enriquecimiento de los conceptos teoricos mediante la practica y analisis de los mismos. 57 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica El carbono orgánico hace parte de la fracción orgánica del suelo y esta compuesto por células de microorganismos, residuos de plantas y animales que se pueden encontrar en diferentes estados de descomposición, el carbono es el elemento principal en la materia organica, teniendo una composicion porcentual variable entre 48-58% del peso total. La determinación del carbono orgánico es usada para estimar el contenido de materia orgánica del suelo, al multiplicarlo por el factor de van Bemmelen (f=1,724), suponiendo que la materia orgánica contiene 58% de carbono organico. Para poder cuantificar el carbono, es necesario convertir todas las formas presentes de carbono en el suelo en CO2, empleando los metodos de combustión seca y húmeda, posterior a este proceso se debe cuantificar el CO2 liberado mediante loa aplicación de métodos gravimétricos, titrimétricos, volumétricos, espectrofotométricos o cromatográficos. La materia orgánica puede ser oxidada por tratamiento con una mezcla caliente de dicromato de potasio (K2Cr 2O7) y ácido sulfúrico (H 2SO4) como se presenta en la siguiente ecuación: 2K2Cr 2O7 + 3C + 8H2SO4 → 3CO 2 + 2Cr 2(SO4) 3 + 2K2SO4 + 8H2O De forma simplificada: 2K2Cr 2O7+2 + 3C0 + 16 H+ → 3CO2 + 4Cr3+ + 8H2O Luego de la reacción, el exceso de Cr2O72+ es titulado con sulfato ferroso K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO 4 → Cr2(SO 4)3 + K2SO4 + 3Fe2(SO 4)3 + 7H2O En esta reacción, el Fe2+ es oxidado a Fe3+ por reducción del cromo. Se asume que el Cr 2O72+ reducido durante la reacción con el suelo es equivalente al carbono orgánico presente en la muestra, este método que evalúa el Cr2O 72+ remanente o el Cr 3+ formado, asume que el carbono de la materia orgánica tiene una valencia promedio de cero. Existe en la actualidad controversia en la necesidad de calentar la mezcla de suelo-H2SO 4-K2Cr2O72+ en valores que oscilan de 140°-175° (°C) con tiempos de 5-10 minutos. Walkley y Black sugieren que el calor liberado en la dilución del H 2SO4 es suficiente para oxidar la materia orgánica y que por lo tanto no se requiere de calor externo. Los indicadores empleados para establecer el proceso de oxido-redución pueden ser: la difenilamina o la ferroína estos se usan durante la titulación del exceso de Cr2O72+ con Fe2+. 58 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Descripción de la practica Determinación del porcentaje de carbono organico empleando un método colorimétrico y cuantificación de la conductividad eléctrica empleando un método potenciométrico. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y reactivos Balanza analítica con precisión de 0.001 g Balanza electrónica con precisión de 0,1g Placa de calentamiento Bureta de 50 mL con soporte universal Erlenmeyer de 250 mL Frasco dispensador para ácido sulfúrico Probeta graduada de 10 mL Vaso de precipitados de 250 mL Varilla de agitación Probeta de 100 mL Tubos de centrifuga de 100 mL Centrifuga Potenciómetro con electrodo (conductivímetro) Reactivos Dicromato de potasio (K2Cr 2O7) 1N: Disolver 49.04 g de reactivo seco a 105°C durante 2 horas en 1 L de agua destilada Acido sulfúrico concentrado (H2SO 4) Indicador de ferroína: Disolver 1.485 g de 1-10 fenantrolina monohidratada (C12H8N 2.H2O) junto con 0.695 g de sulfato ferroso heptahidratado grado analitico (FeSO 4.7H 2O) en agua destilada y luego completar a 100 mL. Sulfato ferroso 1N: Disolver 278 g de FeSO 4.7H2O en 500 mL de agua destilada, agregar 20 mL de H 2SO4 concentrado y completar a 1 L con agua destilada. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos y materiales en el laboratorio. 59 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: 1. Preparacion de soluciones. 2. Uso de material y equipo de laboratorio Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Método de Walkley y Black. Tome una porción de la fracción de tierra fina del suelo y pasela por un tamiz de malla # 60 (0.25 mm). Pese entre 0.100 y 1.000 g, si el suelo es de color oscuro pese menor cantidad y si el suelo es de color claro pese mayor cantidad(Pm) Transfiera el suelo a un erlenmeyer de 250 mL. Adicione 10 mL de K 2Cr2O 7 y agite suavemente con el objeto de dispersar bien el suelo. En la cabina de extracción de gases, adicione 10 mL de H2SO4 concentrado y agite suavemente. Deje reposar durante 10 minutos y adicione 100 mL de agua. Agrege 5 gotas de ferroína y titule lentamente con sulfato ferroso 1N hasta obtener el viraje de un color verde oscuro a rojo. Registrar el volumen de sulfato ferroso gastado en la titulación (Vsfm). Repita el procedimiento anterior sin emplear suelo y registre la cantidad de sulfato ferroso 1N que se requiere para obtener el viraje de un color verde oscuro a rojo (Vsfb) Grupo Peso de la muestra (Pm) Volumen de sulfato ferroso gastado en el blanco (Vsfb) Volumen de sulfato ferroso gastado en la muestra (Vsfm) % de carbono organico (%CO) % de materia organica (%MO) 1 . n Promedio Tabla 15. Registro de datos experimentales para la determinacion de carbono organico mediante el metodo de Walkley y Black. 60 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Calculos: Para determinar el % de carbono organico que se oxida en el proceso se emplea la ecuación: Vsfb = volumen del sulfato ferroso gastado en el blanco (mL), Vsfm = Volumen del sulfato ferroso gastado en la titulación de la muestra (mL), N = Normalidad del sulfato ferroso (N=10/ Vsfb) EqC = Peso de un miliequivalente de carbono expresado en g (0.003) Pm = Peso de muestra empleado (g). Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 61 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 3. Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 4. Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 5. Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 62 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No. 8. CONDUCTIVIDAD ELECTICA EN EL EXTRACTO DE PASTA DILUIDA Y EN EL EXTRACTO DE SATURACIÓN. Tipo de practica Presencial Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Intencionalidades formativas X Autodirigida Remota 3,33% 3 Conductividad electica en el extracto de pasta diluida y en el extracto de saturación (Opcional). Propósitos Estimar la conductividad electrica (CE) de un suelo empleando el metodo potenciometrico. Objetivos Determinar la CE del suelo empleando reactivos que permitan desplazar a la solucion las sales activas del suelo con el fin de cuantificarlas y clasificar el tipo de suelo en estudio. Metas Formar profesionales con conocimientos solidos en determinacion de propiedades quimicas como la conductividad electrica, que permite definir el estado de los suelos y clasificarlos en aptos o no para la agricultura. Competencias 1. Uso y calibración de equipos especializados para determinación de propiedades como la conductividad eléctrica. 2. Apropiación de los necesarios para la argumentación y análisis de resultados en laboratorio. 63 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica La conductividad eléctrica (CE) representa la medida del nivel de sales disociadas en la solución del suelo. El paso de corriente eléctrica a través de una solución salina, incrementa cuando aumenta la concentración de sales en la solución. En el suelo la CE depende de la organización de la matriz sólida, puesto que cuando la fase gaseosa del suelo es reemplazada por la fase líquida, la conductividad eléctrica del suelo tiende a aumenta, debido a que el aire es un mal conductor, mientras que el agua, es buena conductora de la corriente eléctrica. La salinidad del suelo se estimar midiendo la conductividad de un extracto acuoso de una pasta saturada de suelo. La solución del suelo puede ser también evaluada en una suspensión de suelo, para luego medir la CE y la concentración de los cationes Na+, Ca2+ y Mg2+, este concepto permite clasificar los suelos como se menciono en el modulo de teoria, por ejemplo un suelo salino es aquel que presenta una conductividad eléctrica mayor de 4 dS.m-1 a 25°C. La conductividad eléctrica, es estimadda empleando dos electrodos con geometría conocida, en donde un potencial eléctrico es aplicado a través de los electrodos y se mide la resistencia (r) de la solución entre ambos. La resistencia de un material conductor en el caso de la solución acuosa del suelo, es inversamente proporcional al área de la sección trasversal (a) y directamente proporcional a la longitud (l) de la celda de conductividad que sostiene la muestra y los electrodos. La resistencia específica (rs) es la resistencia de un cubo de muestra de 1 cm de lado. Como la mayoría de celdas de los conductivímetros comerciales no tiene ese tamaño, solamente una porción de rs es medida. Esta fracción es la constante de la celda (k). K es igual a r/rs. El inverso de la resistencia es la conductancia (C), expresada en mS ó mmhos. Al emplear la constante de la celda en la ecuación, la conductancia se convierte, a la temperatura de medida, en conductancia específica o al inverso de la resistencia específica. La conductancia específica puede ser calculada empleando la ecuación: La conductividad eléctrica es expresada en mmhos.cm-1 o dS.m-1. Conductividad eléctrica del extracto de saturación, para preparar la pasta de saturacion es necesario llevar el suelo a saturación con agua, evitando el exceso de la misma en la superficie del suelo, en su preparacion se requiere de una porcion de suelo de la fracion de tierra fina, el cual se deposita en un vaso de precipitados de 250 mL y se adiciona agua destilada poco a poco. El punto exacto de la pasta de saturación se logra cuando al adicionar agua al suelo y homogeneizar con ayuda de una espátula, la muestra brilla al reflejar la luz, fluye libremente al inclinar el vaso, no mancha la espátula, y al hacer una hendidura en la pasta con la espátula y golpear el vaso de precipitados sobre una superficie, esta se cierra fácilmente y el suelo se consolida de nuevo recuperando su apariencia inicial. 64 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Descripción de la practica Análisis de propiedades químicas de los agroinsumos, ejemplos de aplicación y dosificación. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Balanza electrónica con precisión de 0,1g Erlenmeyer de 250 mL Frasco dispensador para ácido sulfúrico Pipeta graduada de 10 mL Vaso de precipitados de 250 mL Varilla de agitación Probeta de 100 mL Tubos de centrifuga de 100 mL Centrifuga Potenciómetro con electrodo (conductivímetro) Reactivos Cloruro de potasio 0,02M: Pesar 1,491g de cloruro de potasio grado analitico. previamente secado durante dos horas a 105ºC y disolver en 500 mL de agua destilada. Llevar a volumen de un litro con agua destilada. Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos y materiales en el laboratorio Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica. 1. Preparacion de soluciones. 2. Uso de material y equipo de laboratorio Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. 65 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Procedimiento: 1. Pese un vaso de precipitados y una varilla de agitación (PVPVA) 2. Lleve 100 g de muestra de suelo de la fracción de tierra fina al recipiente y registre el peso del suelo más el vaso de precipitados junto con la varilla agitación (PVCSSV). 3. Agrege agua destilada con la ayuda de una probeta en volumenes de 2-4 mL, mezcle suavemente con la varilla agitacion, hasta homogeneizar la mezcla, y alcanzar el nivel de saturación. 4. Registre el peso del suelo saturado más el vaso precipitado junto con la varilla (PVCSHV). 5. Adicione con una probeta de 100 mL agua destilada y mezcle bien con la varilla hasta obtener una suspensión homogénea. 6. Registre el peso de la suspensión obtenida más el vaso de precipitados junto con la varilla (PVCSHV2). 7. Aisle con película plástica de Vinilpel y deje equilibrar en reposo durante 2 horas. 8. Transvase una porción de la suspensión a un tubo de centrifuga de 100 mL de capacidad y centrifugar durante 15 minutos a 3000 ó 4000 rpm. 9. Calibre el conductímetro con la solución de cloruro de potasio 0.02M a una temperatura de 25ºC. Nota: La conductividad electrica de la solución anterior a 25ºC es 2.768 dS.m-1. 10. Registre la conductividad eléctrica en el sobrenadante a 25ºC (CEs) en mS.cm-1 ó µS.cm-1 11. Como soluciones de referencia para la calibración del medidor de conductividad se emplean las siguientes: - Solución de cloruro de potasio KCl de 0,1 mol/L: Se disuelven 7,456 g de cloruro depotasio en agua y se completa el volumen hasta 1 L. La conductividad eléctricaespecifica de esta solución a 25 °C es 129 dS/m. - Solución de cloruro de potasio KCl de 0,020 mol/L: Se toman 200 mL de la solución decloruro de potasio KCl 0,1 mol/L en un recipiente y se completa el volumen hasta 1 L. La conductividad eléctrica especifica de esta solución a 25 °C es 27,7 dS/m. - Solución de cloruro de potasio KCl de 0,01 mol/L: Se toman 100 mL de la solución decloruro de potasio KCl 0,1 mol/L en un recipiente y se completa el volumen hasta 1 L. La conductividad eléctrica especifica de esta solución a 25 °C es 14,1 dS/m. 66 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 12. La constante de celda o factor de dilucion (K), que debe ser multiplicada por el valor de CEs se obtiene mediante la ecuación: K: constante de la celda en metros Ks: conductividad eléctrica especifica de una de las soluciones de cloruro de potasio, en dS/m G: conductividad eléctrica medida de la misma solución de cloruro de potasio, en dS/m (Gramos) Gr PVPVA PVCSSV PVCSHV W PVCSHV2 Humedad gravimetrica (θg) Conductividad electrica en el sobrenadante (CEs) Conductividad electrica en dS.m-1 1 2 . Promedio n Tabla 16. Registro de datos experimentales para la cuantificacion de la conductividad electrica del suelo. Cálculos Para conocer la humedad a saturación, es necesario calcular la cantidad de agua aplicada para obtener el punto de saturación (W), este se obtiene mediante la ecuación: Luego calcule la humedad gravimétrica (θg) mediante la expresion: 67 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 68 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2.Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3.Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 69 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA PRACTICA No 9. DETERMINACIÓN DE LAS BASES DE CAMBIO (K, Ca, Mg Y Na). ESPECTROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA. Tipo de practica Presencial X Autodirigida Porcentaje de evaluación Horas de la practica Temáticas de la práctica Remota 3,33% 2 Determinación de las bases de cambio (K, Ca, Mg y Na). Espectrofotometría de absorción atómica. Intencionalidades formativas Propósitos Formar profesionales con aptitudes y habilidades en el uso de material de laboratorio especializado y complejo, empleado a nivel industrial y comercial en el analisis de suelos. Objetivos Estimar el contenido de bases de cambio del suelo mediante el uso de la tecnica conocida como espectofotometría de absorción atómica. Metas Obtener los valores aproximados para los elementos: K, Ca, Mg y Na, que se encuentran en el suelo, mediante el uso de una tecnica espectrofotometrica. Competencias 1. Implementar tecnologias de punta para la determinacion de propiedades quimicas complejas del suelo. 2. Aplicar y analizar conceptos teoricos del curso. 70 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Fundamentación Teórica Las bases intercambiables del suelo están compuestas por los elementos Na, K, Ca y Mg), estas pueden ser intercambiadas por otros iones presentes en la solución del suelo pero que posean carga positiva. El método para determinarlos se basa en la saturación de los sitios de cambio con el ión amonio mediante la aplicación al suelo de un exceso de acetato de amonio. Las bases resultan desplazadas con el amonio, permitiendo su determinación en el extracto empleando espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA). El método de espectrofotometría de absorción atómica corresponde a una técnica analítica que permite determinar la concentración de elementos metálicos en muestras líquidas, el equipo consiste en un nebulizador y un quemador, que presenta una ranura a través de la cual se emite una llama, que es producida por una mezcla de acetileno (gas combustible) y aire (gas oxidante). Esta llama permite en conjunto con la cámara de nebulización, desolvatar y atomizar las muestras, en un principio el solvente de la muestra es evaporado, permaneciendo únicamente la parte sólida, la cual postertiormente es vaporizada en un gas y luego volatilizada, haciendo que los compuestos se desintegren en átomos libres. La llama tiene forma alargada usualmente de 10 cm de longitud y poca profundidad. La altura de la llama es controlada a través del flujo de la mezcla acetileno-aire. Un haz de luz producido por una lámpara de cátodo hueco, pasa con una determinada longitud de onda a través de la llama por su eje longitudinal, excitando los átomos de la muestra, estos llega a un detector o dispositivo encargado de captar la señal óptica. Dentro de la lámpara existe un cátodo metálico cilíndrico que contiene el metal para excitación, y un ánodo, cuando se aplica un alto voltaje a través del ánodo y el cátodo, los átomos metálicos en el cátodo se excitan produciendo luz con un determinado espectro de emisión. Los electrones de los átomos en la llama pueden ser promovidos a orbítales más altos momentáneamente al absorber una cierta cantidad de energía, la cual es específica para una transición electrónica particular de un determinado elemento. La cantidad de energía puesta en la llama es un vector conocido y la cantidad remanente en el detector puede ser medida, es posible calcular cuanta de la transición ocurre, y así obtener una señal proporcional a la concentración del elemento que está siendo analizado. En otras palabras, la cantidad de luz absorbida después de pasar a través de la llama determina la cantidad del elemento en la muestra. 71 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Descripción de la practica Determinación de las bases de cambio: K, Ca, Mg y Na, mediante el uso de técnicas espectrofotométricas. Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos) Materiales y equipos Espectrofotómetro de Absorción Atómica Perkin Elmer AAnalyst 300® o superior. Reactivos Acetato de amonio 1N pH 7.0: Pese 77.08 g de acetato de amonio grado reactivo y disuelva en 900 mL de agua destilada. Ajuste el pH a 7.0 empleando ácido acético o hidróxido de amonio según sea el caso. Lleve a volumen de 1 L con agua destilada. Oxido de lantano al 10%: Pese 10 g de óxido de lantano grado reactivo. y disuelva en 50 mL de agua destilada. En la cabina extractora de gases agregue lentamente 25 mL de ácido clorhídrico concentrado agitando continuamente. Cuando se haya disuelto completamente el óxido de lantano y la solución se haya enfriado, lleve a volumen de 100 mL con agua destilada. Soluciones patrón de 1000 mg/L de calcio, magnesio, sodio y potasio: Estas soluciones se consiguen comercialmente. Soluciones patrón de trabajo: A partir de los patrones de 1000 mg/L prepare un patrón intermedio de 50 mg/L. Elemento Potasio Calcio Magnesio Sodio Patrón 1 0,0 0,0 0,0 0,0 Patrón 2 1,0 5,0 1,0 1,0 Patrón 3 3,0 10,0 3,0 2,0 mg/L Patrón 4 5,0 15,0 5,0 3,0 Patrón 5 7,0 20,0 7,0 5,0 Patrón 6 10,0 25,0 10,0 7,0 Patrón 7 15 30,0 15,0 10,0 Tabla 17. Concentracion de las soluciones patrón, para la elaboración de la curva de calibración para cada elemento. Para cada concentración se deben preparar 50 mL del patrón de trabajo en un balón volumétrico, tomando el volumen correspondiente del patrón intermedio de 50 mg/L, adicionando 0.50 mL de óxido de lantano al 10% y 12 mL de acetato de amonio 1N pH 7.0 antes de aforar con agua desionizada. Es aconsejable preparar cada estándar por separado. 72 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Software a utilizar en la práctica u otro tipo de requerimiento para el desarrollo de la práctica Disponibilidad de reactivos y materiales en el laboratorio. Metodología Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: 1. Preparacion de soluciones. 2. Uso de material y equipo de laboratorio Forma de trabajo: Se conformaran grupos de trabajo maximo de 4 personas por mesón Mantener los mesones limpios y secos, libres de obstaculos o implementos no requeridos en las practicas Se evaluara el desempeño individual. Procedimiento: 1. Utilice para la valoración de las bases de cambio el extracto obtenido en el laboratorio de determinación de la capacidad de intercambio catiónico. 2. Emplee el espectrofotómetro de absorción atómica, teniendo en cuenta las siguientes condiciones instrumentales: Llama aire/acetileno; Flujo de aire 10.00 mL/min; Flujo de acetileno 2.00 mL/min Parámetro Potasio Calcio Magnesio Sodio Corriente de la lámpara (mA) 12 10 6 8 Longitud de onda (nm) 422,7 766,5 285,2 589,0 Tabla 18. Condiciones instrumentales para la operación del espectrofotómetro de absorción atómica. Grupo Lecturas del espectrofotómetro de absorción atómica (mg/L) Potasio (K) Calcio (ca) Magnesio (Mg) Sodio (Na) 1 . n Promedio Tabla 18. Registro de datos experimentales para la determinación de bases de cambio mediante el uso de espectrofotometría de absorción atómica. 73 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Cálculos Las bases intercambiables expresadas en cmolc.kg-1 o meq.100g se estiman mediante la siguiente ecuación: B int. = K, Ca, Mg ó Na intercambiable Labat = lectura por Absorción Atómica en mg/L 0.25 = volumen total del extracto en L 100 = Factor de conversión de molc a cmolc E = Peso de una molc de K (39 g), Ca (20.04 g), Mg (12,15 g) ó Na (23 g), dependiendo del catión que se esté calculando. PM = Peso de la muestra en kg (0.005) 1000 = Factor de conversión de g a mg Sistema de Evaluación El tutor asignado al componente práctico evaluará el laboratorio de acuerdo a los aspectos de la rúbrica de evaluación, entre estos están: desempeño individual del aprendiente mostrado durante el desarrollo de la práctica, informes y pre informes de laboratorio, se siguiere emplear la metodología de Quiz para evaluar los conocimientos iniciales y finales del estudiante. La valoración de la práctica se dará en términos de una calificación de 0,0 a 5,0. Informe o productos a entregar PRE INFORME Deberá ser entregado antes del inicio de cada práctica y deberá contener la metodología propuesta en diagrama de operaciones, además de una síntesis que presente los aspectos teóricos que fundamenten la práctica que complemente a la ya discutida en este documento. INFORME DE LABORATORIO Deberá entregarse 8 días después de la finalización de la práctica, los aspectos generales del mismo están en el anexo 1. 74 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Rúbrica de evaluación Item evaluado 1.Preinforme Valoración baja Valoración Media Valoración Alta No se presenta el documento con los items indicados en el anexo 1. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, pero los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos no son producto analisis del aprendiente. Se presenta el docuemnto con los items indicados en el anexo 1, los obejtivos, marco teorico y diagramas de procesos son producto analisis del aprendiente. (1) (2) Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, pero no existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente. Se preseta el documento con la totalidad de los items solicitados en el anexo 1, y existe una correcta interpretación y analisis de datos por parte del aprehendiente (1) (2) El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. El estudiante asiste a la practica, pero no desarrolla la metodologia propuesta. (0,5) (1) (0) 2.Informe No se presenta informe de laboratorio. (0) 3. Desempeño El estudiante No asiste a la practica. (0) TOTAL Máximo puntaje (2,0) (2,0) (1,0) 5,0 Retroalimentación Por el tutor de del componente practico 15 días luego de realizada la práctica. 75 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 7. FUENTES DOCUMENTALES Forsythe W. 1985. Manual de laboratorio, física de suelos. Editorial IICA (Instituto interamericano de cooperación para la agricultura). San José. 212 p. Geneva. 1994, 4 p. il (ISO 10390:2002). Incluye la Technical Corrigendum Publicada en 1994.MINISTERIO DE AGRICULTURA HOLANDÉS. Bases para las recomendaciones de fertilización en cultivos intensivos. 1999. González G. 1989. El análisis de suelos, plantas y aguas para Riego.ICA. Bogotá Henao M. 2010. Guía del laboratorio de suelos: “Manual de prácticas del curso ciencias del suelo de la facultad de agronomía”. Universidad Nacional. Bogotá D.C. 79 p. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. 2006. Métodos analíticos del laboratorio de suelos. Sexta edición. Imprenta nacional de Colombia. Bogotá. 674 p. Malagón, D., Pulido, C. 1995. Suelos de Colombia. Origen, evolución y clasificación. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Bogotá. Montenegro H., Malagón D. 1990. Propiedades físicas de los suelos. Instituto Geográfico Agustín Codazzi, Bogotá. 813p. Soil Science Society of America & American Society of Agronomy. Methods of Soil Analysis. 1996. Part 3, Chemical Methods. D. L. Sparks, Editor. Madison, Wisconsin. 1390 p. United States Department of Agriculture. 1996. Soil Survey Laboratory methods manual. Soil Survey Investigations Report No. 42 version 3.0. Washington D.C. 693 p. Universidad nacional de Colombia. 2007. Procedimientos operativos estándar para análisis de suelos en el laboratorio de suelos de la facultad de Agronomía. Bogotá. 79 p. WEB GRAFIA RECOMENDADA Formación de suelo: https://netfiles.uiuc.edu/jdomier/www/temp/biomantle.html http://www.edumedia-sciences.com/es/a684-formacion-del-suelo Formación de los agregados del suelo: http://www.uruguayeduca.edu.uy/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=207809 76 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Tamizado del suelo: http://www.retsch.es/es/dlvideo/fileId/307275/lang/38/ Reacciones químicas en los suelos: http://cienciasnaturales.es/SUELOS.swf Generalidades de los suelos: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//2500/2631/html/4_perfil_d el_suelo.html Vademécum de agroinsumos: http://www.infoagro.com/agrovademecum/ Vademécum de agroinsumos: http://www.agrohari.com.pe/vademecum.php Boletines de precio agroinsumos: http://www.cci.org.co/cci/cci_x/scripts/home.php?men=222&con=117&idHm=2&op c=99 Heap I. 1999. The ocurrence of herbicide-resistant weeds worldwide. Disponible en: http://www.weedscience.org/In.asp Resistencia a herbicidas: http://www.hracglobal.com/ Herbicide resistace action committee (HRAC): Fertilizantes de síntesis química: http://www.abocol.com/ Clasificación de Insecticidas: www.irac-online.org Clasificación de Fungicidas: www.frac.info Uso seguro de agroinsumos: http://www.youtube.com/watch?v=TOx_rutsEMA&feature=related 77 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA ANEXO 1. ITEMS PARA LA ELABORACIÓN DE INFORMES Y PREINFORMES PARA EL CURSO QUÍMICA AGRÍCOLA Siguiendo la cadena de formación y las tendencias actuales de socialización y publicación de los resultados de la actividad científica, se plantea a continuación la estructura para informes y preinforme para el curso Química Agrícola: Preinformes 1. Máximo 10 páginas por preinforme 2. Encabezado con logotipo institucional. 3. Pie de página con numeración del documento: 1 de 10 4. Titulo del laboratorio 5. Integrantes del grupo: Nombre, apellido y código de los integrantes. 6. Nombre del tutor de laboratorio y de teoría 7. Grupo de trabajo colaborativo si es estudiante de Campus Virtual. 8. Resumen: máximo 250 palabras. Interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 9. Marco teórico. Revisión de libros y consulta en bases de datos (Science direct, Academic Search, Anual Reviews etc., mínimo 5 fuentes), relacionado con la temática del laboratorio, p ej. Aplicación de la granulometría, métodos que se emplearan en laboratorio, Estudios recientes, nuevos métodos, métodos más acertados. Objetivos de la práctica. Mínimo 2 hojas interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 10. Materiales y Métodos. Breve descripción de los materiales que se requieren para el laboratorio. Esquema general de los métodos empleados en laboratorio (Graficas, Figuras y Diagrama secuencial). Las imágenes deben ser propias y marcadas automáticamente con la fecha de la práctica. 11. Diagrama secuencial, mapa conceptual, diagrama de procesos, en estos se expondrán los pasos y los materiales que se deben utilizar para llevar a cabo cada una de las prácticas. 12. Referencias. Reporte de libros, artículos y direcciones web empleadas, emplear las normas de la revista técnica o publicación indexada de la carrera. 78 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA Informes 1. Máximo 20 páginas por informe 2. Encabezado con logotipo institucional. 3. Pie de página con numeración del documento: 1 de 20 4. Integrantes del grupo: Nombre, apellido y código de los integrantes. 5. Nombre del tutor de laboratorio y de teoría 6. Grupo de trabajo colaborativo si es estudiante de Campus Virtual. 7. Resumen: máximo 250 palabras. Interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 8. Marco teórico. Revisión de libros y consulta en bases de datos (Science direct, Academic Search, Anual Reviews etc., mínimo 10 fuentes), relacionado con la temática del laboratorio, p ej. Aplicación de la granulometría, métodos que se emplearan en laboratorio, Estudios recientes, nuevos métodos, métodos más acertados. Objetivos de la práctica. Mínimo 2 hojas interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 9. Materiales y Métodos. Breve descripción de los materiales que se requieren para el laboratorio. Esquema general de los métodos empleados en laboratorio (Graficas, Figuras y Diagrama secuencial). Las imágenes deben ser propias y marcadas automáticamente con la fecha de la práctica. 10. Discusión y Recomendaciones. De acuerdo a la literatura consultada y apoyándose en nuevas fuentes, explicar conceptos principales y aportar ideas o posibles soluciones a las diferentes problemáticas que se puedan identificar durante el desarrollo de cada laboratorio. Mínimo 3 hojas interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 11. Conclusiones. De acuerdo a los objetivos planteados en el laboratorio, indicar que aspectos fueron importantes y que falencias o fortalezas se pueden identificar en las prácticas. Mínimo 1 hoja interlineado múltiple en 1,15 letra Arial Narrow 11. 12. Referencias. Reporte de libros, artículos y direcciones web empleadas, emplear las normas de la revista técnica o publicación indexada de la carrera. 79 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA ANEXO 2. PREPARACION DE LA MUESTRA DE SUELO PARA LOS ANÁLISIS (OBTENCIÓN DE LA FRACCIÓN DE TIERRA FINA) La mayoría de análisis físicos y químicos estándar se realizan en muestras secas al aire, las cuales presentan el contenido optimo de humedad para manipular y procesar suelo. Adicionalmente el peso de suelo seco al aire permanece relativamente constante y la actividad biológica se reduce durante el almacenamiento. Las muestras de suelo tomadas para análisis generalmente llegan al laboratorio con la humedad de campo y con parte de los agregados intactos. Con el fin de obtener resultados confiables, es necesario eliminar la humedad de la muestra, ya sea secando al aire o en estufa a una temperatura baja (máximo 35°C), para evitar que ciertas propiedades del suelo se vean alteradas. Las muestras secas y pulverizadas son pasadas a través de un tamiz de 2 mm. Esta fracción se conoce con el nombre de “tierra fina”, y es empleada para los análisis químicos y algunos físicos. Los análisis de fertilidad del suelo se basan en su mayoría en extracciones químicas con soluciones salinas, por lo cual es necesario que los agregados sean de tamaño pequeño para aumentar la superficie de contacto entre las partículas y las soluciones extractoras. La preparación de la muestra (secado, molienda, tamizado y cuarteo) permite homogeneizar la muestra para obtener análisis representativos. Materiales y equipos Estufa con circulación de aire con capacidad de secado a 35-105°C Rodillo de madera Mortero y mazo grandes (opcional) Tamiz de 2 mm (malla No. 10) Recipientes plásticos de boca ancha y tapa rosca con capacidad de 500gr Procedimiento 1. Para efectuar la preparación de la muestra es necesario que la persona que está manipulando el suelo se coloque los guantes y el tapabocas. 2. Separe la muestra tomada en campo en dos porciones iguales. 3. Guarde una de las porciones de suelo en doble bolsa plástica, bien sellada y debidamente rotulada, para los ensayos de física de suelos que requieran de muestra con la humedad de campo. 4. Extienda la otra porción de suelo, formando una capa delgada, sobre papel periódico, y retire las piedras y los fragmentos de raíces o cualquier otro fragmento vegetal presente. 80 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA GUIA COMPONENTE PRÁCTICO DEL CURSO: 401543 – QUÍMICA AGRÍCOLA 5. Coloque la muestra en la estufa a una temperatura de 35ºC hasta que esté completamente seca. 6. Para obtener la muestra representativa para análisis, pase el suelo seco a través del tamiz de 2 mm y recíbalo en una hoja de papel periódico de manera que quede bien extendido sobre ésta. 7. Homogenice el suelo y transfiéralo a un frasco plástico, cierre y rotule, asignando un número de laboratorio. 8. Prepare una cantidad suficiente de suelo que le permita llenar el frasco plástico completamente 500 g como mínimo. 9. Si se tiene mucho suelo, divida en cuatro cuadrantes, y separe únicamente la muestra de dos cuadrantes opuestos y descarte el resto. Repita el procedimiento hasta obtener la cantidad de suelo adecuado 10. Conserve para análisis posteriores por lo menos 500 g de suelo seco y tamizado, si se presentan agregados que no pasan a través del tamiz, se deben destruir con la ayuda del rodillo o en un mortero de porcelana. 81