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PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS
       DE LOS SUELOS
ACIDEZ DEL SUELO
Acidez activa y acidez titulable

iAcidez Activa: medida de la actividad de
 iones H+; o sea, el pH

iAcidez titulable: cantidad de base (álcali)
 necesaria para titular un suelo hasta un valor
 de pH determinado
 También llamada Acidez potencial
Concepto general: suelo como ácido débil
⇒ cede H+ a la solución
Acidez titulable
Componentes:

 Acidez intercambiable: Al intercambiable

 Acidez no intercambiable
Situaciones de estudio


iSuelos sin aluminio

iSuelos con aluminio
Suelos sin aluminio

                      H                                      CIC pH 7.

                      H

Cargas Cargas
                      H
                                                        Ac.no Interc.
  no    dep.          H
operat.  pH
pH del                H
 suelo
                      H
      Cargas
                                                             CIC pH suelo
       dep.           Ca
        pH
Cargas
                      Mg
operat.
pH del Cargas
                                                        BT
 suelo perm.          K

                      Na

                5.5        6.0       6.5          7.0
Relaciones entre parámetros

iCIC pH suelo = BT
i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) = 100%
iAc. Titulable pH 7 = Ac. No Intercambiable
iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
Suelos con aluminio

                      H                                      CIC pH 7.

                      H

Cargas Cargas
                      H
                                                        Ac.no Interc.
  no    dep.          H
operat. pH
pH del                H
 suelo
                      H
      Cargas
                                                             CIC pH suelo
       dep.
                      Al                                Ac. Intercambiable
        pH
Cargas                Ca
operat.
pH del Cargas         Mg
 suelo perm.                                            BT
                      K

                      Na
                5.5        6.0       6.5          7.0
Relaciones entre parámetros

iCIC pH suelo = BT + Ac. Intercambiable
i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) < 100%
iAc. Titulable pH 7 = Ac. Intercamb. + Ac. No Intercamb.
iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
Influencia del pH en la CIC de los suelos

                       220         Efecto del pH en la CIC
                       200
                       180                  Coloide
   CIC, cmol(+) kg-1



                       160                  orgánico
                       140
                       120                                   smectita
                       100                                          Cargas
                        80                                          dep.del
                        60                                          pH
                        40
                        20
                         0
                             4.0      5.0     6.0      7.0       8.0
                                              pH
COMPOSICIÓN DE CATIONES
 INTERCAMBIABLES DE LOS SUELOS
• Regiones húmedas a templadas:
   Ca (80%) > Mg (10-15%) > K + Na (5-10%)
   Uruguay: Ca: 0.5-30 cmol kg-1
              Mg: 0.3-10 cmol kg-1
              K: 0.1-1.5 cmol kg-1
• texturas finas: altos niveles de bases
• texturas medias y finas: Ca/Mg ≈ 5
• texturas gruesas: < prop. Ca
                      > prop. Mg y cationes alcalinos
                      relaciones Ca/Mg <5
                      aparición de Al
• suelos alcalinos: > prop. de Na y Mg
Métodos para determinar la CIC
1) CIC a pH del suelo
uso de sal neutra: KCl, BaCl2

2) CIC a pH 7
representa neutralidad ácido-base
uso de sal buffereada: acetato de amonio 1M buffereado a
pH 7

3) CIC a pH 8.2
los suelos se encuentran saturados en bases cuando se
han equilibrado con CaCO3 a la ppCO2 de la atmósfera
uso de sal buffereada a pH 8.2: BaCl2 trietanolamina
Resultados de los métodos


- se obtienen diferentes valores de CIC para el
   mismo suelo

- es necesario establecer a qué pH fue
   realizada la determinación
Métodos para determinar la Acidez
              Potencial

1) Acidez Intercambiable
uso de sal neutra: KCl, BaCl2

2) Acidez Titulable a pH 7
uso de sal buffereada: acetato de bario 0.5M
buffereado a pH 7
Acidez intercambiable
Fenómeno involucrado: hidrólisis de cationes


iCationes que se hidrolizan y contribuyen a la
 acidez: Al+3 y (Fe+3)


  Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+


                                      H+ + H2O
Suelos donde es importante la
         acidez intercambiable

ipH < 5

iUruguay:
 - suelos arenosos ácidos de Tacuarembó y
   Rivera (30-55% de la CIC saturada con Al)
 - algunos suelos ácidos de basamento cristalino
 - suelos arenosos ácidos de otras zonas del
   país: Dptos. Cerro Largo, Durazno
Hidrólisis del aluminio
Ocurre con el aumento del pH

   Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+


Al(H2O)5OH++ + H2O → Al(H2O)4(OH)2+ + H3O+


Al(H2O)4(OH)2+ + H2O → Al(H2O)3(OH)3 + H3O+
                         precipitado
Formación de polímeros de aluminio

• Dos o más moléculas de los polímeros se unen
• Ocurre desde pH 4.2 donde comienza la
  hidrólisis
• Primera forma: dímero

   2Al(H2O)5OH++ → Al2(H2O)8(OH)2+4 + 2H2O+
Problemas determinados por el aluminio

• Es fuente de acidez desde pH 4.2 donde
  comienza la hidrólisis, hasta pH 9.5
• Bloqueo de posiciones de intercambio: químico y
  físico
• Es un ion tóxico para las plantas
• Reduce la disponibilidad de nutrientes: fósforo
Poder buffer
• Curvas de titulación de suelo son diferentes a
  curvas de titulación en agua

• Posiciones dependientes del pH: ceden o toman H+
  según su concentración en la solución
  ⇒ coloides de suelo tienen comportamiento ácido-
  base: poder buffer

• Características que lo determinan:
  - arcilla: tipo y cantidad
  - materia orgánica
  - polímeros de aluminio
caolinita
pH

                    “illita”



                      smectita



                         humus




     cmol de OH agregados
Poder buffer

     9

     8            Suelo A         Suelo B

     7
pH




     6

     5

     4
         0        5             10             15
             álcali agre gado, cmol/kg
                                     (Ext. McBride, 1994)
pH del suelo


• Definición: logaritmo negativo de la actividad del
  ion H+
                      pH = -log(H+)


• Importancia: -clasificación de suelos
               - estudios de génesis
               - fertilidad de suelos
pH del suelo
Ejemplos:

pH < 5.2
  - posible presencia de Al intercambiable
  - alta capacidad de fijación de fósforo
  - baja disponibilidad de molibdeno

pH > 6.5
- baja disponibilidad de nutrientes Fe, Zn, B
Determinación del pH del suelo
Métodos potenciométricos:
electrodo de actividad específica para ión H+

Rango de valores para suelos del Uruguay:

                  4.0 - 8.5
Factores que hacen variar el pH
• En la determinación de laboratorio
  - relación suelo:solución: 1:2.5; 1:1; pasta
  - solución utilizada: agua, sales
  - potencial de contacto

• En el campo
  - efecto de la lluvia
  - producción de N-NO3-
  - aumento de p.p.CO2

• Uruguay: medida con H2O
          medida con KCl
Desarrollo de la acidez del suelo
• Procesos de lixiviación
  lavado de bases > que reposición de fase sólida
  ⇒ suelo se acidifica

• Procesos de hidrólisis

• Producción de ácidos por actividad biológica y
  excresiones radiculares

• Procesos de nitrificación

• Oxidación de pirita: (suelos tiomórficos de otros
  países)
Cationes intercambiables (cmolc kg-1) en
        tres suelos de Uruguay
                          Litoral oeste
          Horiz. pH Ca            Mg       K     Na     Al
            A    6.4 23.3         1.8     1.1    0.3    -
           Bt    6.7 31.3         1.7     1.0    0.4    -

                           Suelo ácido
    H o r iz .   pH     Ca     Mg        K      Na      Al    SB
       A         5 .1   1 .8   0 .5     0 .2    0 .2   1 .4
      Bt         5 .0   1 .9   1 .2     0 .2    0 .2   4 .8


                          Suelo alcalino
    H o r iz .   pH     Ca      M g      K      N a    A l    SB
       A         6 .9   2 .6    1 .9    0 .3    0 .2   --
      Bt         9 .2   2 .6   1 0 .4   0 .6    8 .6   --
Valores de CIC de suelos del Uruguay
          SUELO               CIC (cmol/kg)
        ArFr y FrAr
Balneario Jaureguiberry             1
Tres Bocas                         5,3
Tacuarembó                         5,3
Algorta                            9,8
Angostura                           5
          Fr y FrL
Alférez                            12,8
Arroyo Blanco                      15,0
Kiyú                               18,6
La Charqueada                      15,4
         FrAc y Ac
Cuchilla de Corralito             31,3
Cuchilla de Santa Ana             21,9
Fray Bentos                       27,3
Itapebí-Tres Arboles              35,8
San Manuel                        25,8


                          CRSU, 1976

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Fq2.09

  • 1. PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICAS DE LOS SUELOS
  • 3. Acidez activa y acidez titulable iAcidez Activa: medida de la actividad de iones H+; o sea, el pH iAcidez titulable: cantidad de base (álcali) necesaria para titular un suelo hasta un valor de pH determinado También llamada Acidez potencial Concepto general: suelo como ácido débil ⇒ cede H+ a la solución
  • 4. Acidez titulable Componentes: Acidez intercambiable: Al intercambiable Acidez no intercambiable
  • 5. Situaciones de estudio iSuelos sin aluminio iSuelos con aluminio
  • 6. Suelos sin aluminio H CIC pH 7. H Cargas Cargas H Ac.no Interc. no dep. H operat. pH pH del H suelo H Cargas CIC pH suelo dep. Ca pH Cargas Mg operat. pH del Cargas BT suelo perm. K Na 5.5 6.0 6.5 7.0
  • 7. Relaciones entre parámetros iCIC pH suelo = BT i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) = 100% iAc. Titulable pH 7 = Ac. No Intercambiable iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
  • 8. Suelos con aluminio H CIC pH 7. H Cargas Cargas H Ac.no Interc. no dep. H operat. pH pH del H suelo H Cargas CIC pH suelo dep. Al Ac. Intercambiable pH Cargas Ca operat. pH del Cargas Mg suelo perm. BT K Na 5.5 6.0 6.5 7.0
  • 9. Relaciones entre parámetros iCIC pH suelo = BT + Ac. Intercambiable i% SB pH suelo = 100* (BT/ CIC pH suelo ) < 100% iAc. Titulable pH 7 = Ac. Intercamb. + Ac. No Intercamb. iCIC pH 7 = BT + Ac. Titulable pH 7
  • 10. Influencia del pH en la CIC de los suelos 220 Efecto del pH en la CIC 200 180 Coloide CIC, cmol(+) kg-1 160 orgánico 140 120 smectita 100 Cargas 80 dep.del 60 pH 40 20 0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 pH
  • 11. COMPOSICIÓN DE CATIONES INTERCAMBIABLES DE LOS SUELOS • Regiones húmedas a templadas: Ca (80%) > Mg (10-15%) > K + Na (5-10%) Uruguay: Ca: 0.5-30 cmol kg-1 Mg: 0.3-10 cmol kg-1 K: 0.1-1.5 cmol kg-1 • texturas finas: altos niveles de bases • texturas medias y finas: Ca/Mg ≈ 5 • texturas gruesas: < prop. Ca > prop. Mg y cationes alcalinos relaciones Ca/Mg <5 aparición de Al • suelos alcalinos: > prop. de Na y Mg
  • 12. Métodos para determinar la CIC 1) CIC a pH del suelo uso de sal neutra: KCl, BaCl2 2) CIC a pH 7 representa neutralidad ácido-base uso de sal buffereada: acetato de amonio 1M buffereado a pH 7 3) CIC a pH 8.2 los suelos se encuentran saturados en bases cuando se han equilibrado con CaCO3 a la ppCO2 de la atmósfera uso de sal buffereada a pH 8.2: BaCl2 trietanolamina
  • 13. Resultados de los métodos - se obtienen diferentes valores de CIC para el mismo suelo - es necesario establecer a qué pH fue realizada la determinación
  • 14. Métodos para determinar la Acidez Potencial 1) Acidez Intercambiable uso de sal neutra: KCl, BaCl2 2) Acidez Titulable a pH 7 uso de sal buffereada: acetato de bario 0.5M buffereado a pH 7
  • 15. Acidez intercambiable Fenómeno involucrado: hidrólisis de cationes iCationes que se hidrolizan y contribuyen a la acidez: Al+3 y (Fe+3) Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+ H+ + H2O
  • 16. Suelos donde es importante la acidez intercambiable ipH < 5 iUruguay: - suelos arenosos ácidos de Tacuarembó y Rivera (30-55% de la CIC saturada con Al) - algunos suelos ácidos de basamento cristalino - suelos arenosos ácidos de otras zonas del país: Dptos. Cerro Largo, Durazno
  • 17. Hidrólisis del aluminio Ocurre con el aumento del pH Al(H2O)6+++ + H2O → Al(H2O)5OH++ + H3O+ Al(H2O)5OH++ + H2O → Al(H2O)4(OH)2+ + H3O+ Al(H2O)4(OH)2+ + H2O → Al(H2O)3(OH)3 + H3O+ precipitado
  • 18. Formación de polímeros de aluminio • Dos o más moléculas de los polímeros se unen • Ocurre desde pH 4.2 donde comienza la hidrólisis • Primera forma: dímero 2Al(H2O)5OH++ → Al2(H2O)8(OH)2+4 + 2H2O+
  • 19. Problemas determinados por el aluminio • Es fuente de acidez desde pH 4.2 donde comienza la hidrólisis, hasta pH 9.5 • Bloqueo de posiciones de intercambio: químico y físico • Es un ion tóxico para las plantas • Reduce la disponibilidad de nutrientes: fósforo
  • 20. Poder buffer • Curvas de titulación de suelo son diferentes a curvas de titulación en agua • Posiciones dependientes del pH: ceden o toman H+ según su concentración en la solución ⇒ coloides de suelo tienen comportamiento ácido- base: poder buffer • Características que lo determinan: - arcilla: tipo y cantidad - materia orgánica - polímeros de aluminio
  • 21. caolinita pH “illita” smectita humus cmol de OH agregados
  • 22. Poder buffer 9 8 Suelo A Suelo B 7 pH 6 5 4 0 5 10 15 álcali agre gado, cmol/kg (Ext. McBride, 1994)
  • 23. pH del suelo • Definición: logaritmo negativo de la actividad del ion H+ pH = -log(H+) • Importancia: -clasificación de suelos - estudios de génesis - fertilidad de suelos
  • 24. pH del suelo Ejemplos: pH < 5.2 - posible presencia de Al intercambiable - alta capacidad de fijación de fósforo - baja disponibilidad de molibdeno pH > 6.5 - baja disponibilidad de nutrientes Fe, Zn, B
  • 25. Determinación del pH del suelo Métodos potenciométricos: electrodo de actividad específica para ión H+ Rango de valores para suelos del Uruguay: 4.0 - 8.5
  • 26. Factores que hacen variar el pH • En la determinación de laboratorio - relación suelo:solución: 1:2.5; 1:1; pasta - solución utilizada: agua, sales - potencial de contacto • En el campo - efecto de la lluvia - producción de N-NO3- - aumento de p.p.CO2 • Uruguay: medida con H2O medida con KCl
  • 27. Desarrollo de la acidez del suelo • Procesos de lixiviación lavado de bases > que reposición de fase sólida ⇒ suelo se acidifica • Procesos de hidrólisis • Producción de ácidos por actividad biológica y excresiones radiculares • Procesos de nitrificación • Oxidación de pirita: (suelos tiomórficos de otros países)
  • 28. Cationes intercambiables (cmolc kg-1) en tres suelos de Uruguay Litoral oeste Horiz. pH Ca Mg K Na Al A 6.4 23.3 1.8 1.1 0.3 - Bt 6.7 31.3 1.7 1.0 0.4 - Suelo ácido H o r iz . pH Ca Mg K Na Al SB A 5 .1 1 .8 0 .5 0 .2 0 .2 1 .4 Bt 5 .0 1 .9 1 .2 0 .2 0 .2 4 .8 Suelo alcalino H o r iz . pH Ca M g K N a A l SB A 6 .9 2 .6 1 .9 0 .3 0 .2 -- Bt 9 .2 2 .6 1 0 .4 0 .6 8 .6 --
  • 29. Valores de CIC de suelos del Uruguay SUELO CIC (cmol/kg) ArFr y FrAr Balneario Jaureguiberry 1 Tres Bocas 5,3 Tacuarembó 5,3 Algorta 9,8 Angostura 5 Fr y FrL Alférez 12,8 Arroyo Blanco 15,0 Kiyú 18,6 La Charqueada 15,4 FrAc y Ac Cuchilla de Corralito 31,3 Cuchilla de Santa Ana 21,9 Fray Bentos 27,3 Itapebí-Tres Arboles 35,8 San Manuel 25,8 CRSU, 1976