Intercambio ionico en la fase solida del suelo.

1. Intercambio
Iónico
Fertilidad de Suelos.
Josue Isahi Paz Orellana.
Ingeniería Agronómica.
Febrero, 2019.

2. Cambio Iónico
Se define el cambio iónico como los procesos reversibles por las
cuales las partículas solidas del suelo adsorben iones de la fase
acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades
equivalentes, estableciéndose el equilibrio entre ambas fases.

3. Teorías del intercambio iónico
 Red cristalina:
Considera las partículas de los minerales como sólidos iónicos. Los iones de los
bordes están débilmente retenidos por lo que pueden abandonar la estructura y
pueden cambiarse con los de la solución del suelo.

4. Doble capa eléctrica:
Considera el contacto entre el sólido y la fase líquida como un
condensador plano. Entre el metal (el sólido) y el electrolito (la
disolución) existe una diferencia de potencial que atrae a los
iones de la solución del suelo. Se forma una doble capa
eléctrica formada por los iones del sólido y los atraídos en la
solución

5. Membrana semipermeable:
La interface sólido-líquido actúa como una membrana
semipermeable que deja pasar los iones de la solución y a los de la
superficie de las partículas pero no a los del interior de los
materiales.

6. Absorción
de iones

7. ORIGEN DE LAS CARGAS
DE LAS PARTICULAS DEL
SUELO.
 La formación de carga de los
intercambiadores del suelo
puede tener dos orígenes:
carga permanente o fija y
carga variable o pH
dependiente. En los minerales
arcillosos predomina la carga
fija o permanente, mientras
que en los complejos húmicos,
la variable o pH dependiente.

8. CATIONES Y
CAPACIDAD DE
INTERCAMBIO
DE CATIONES
(CIC).
La adsorción de cationes depende de la atracción
electrostática entre las cargas residuales negativas de
los complejos húmicos-arcillosos de los suelos y los
cationes. Los cationes son “retenidos” por los
complejos y permanecen en “equilibrio” con los iones
de la “solución del suelo”.
Este equilibrio depende de:
1. La concentración de la solución y la actividad
relativa de cada ion.
2. La característica de cada catión: valencia y grado de
hidratación.
3. Grado de afinidad entre el intercambiador y el
catión.

9. Equilibrio con la solución del suelo
Los cationes predominantes en los suelos agrícolas son los siguientes: K+, Ca2+,
Na+, Al3+ y H+. Estos también son considerados "cationes intercambiables", porque
pueden ser reemplazados por otros cationes presentes en la solución del suelo.
Otros nutrientes vegetales que llevan una carga positiva, pero están presentes en
menores cantidades en el suelo, son NH4+, Fe2+, Mn2+ y Cu2+.

10. Factores que determinan la magnitud del
intercambio iónico

14.  Las causas que originan el intercambio
iónico son los desequilibrios eléctricos
de las partículas del suelo.
 Para neutralizar las cargas se adsorben
iones, que se pegan a la superficie de las
partículas.
 Quedan débilmente retenidos sobre las
partículas del suelo y se pueden
intercambiar con la solución del suelo.
 Cuanto más superficie tenga el material
y más desequilibrada se encuentre, más
iones se fijarán.

16. CAPACIDAD DE INTERCAMBIO ANIONICO (CIA)
• Capacidad que posee un suelo de adsorber aniones
intercambiables y es equivalente a la carga positiva del
mismo.
• Es importante en suelos con altos contenidos de
sesquióxidos de Fe y Al y en suelos tropicales fuertemente
intemperizados, sobre todo a pH bajo.
• Afecta algunos nutrientes para la planta como NO3- y
SO42- y facilita la contaminación de suelos con algunos
pesticidas, como el 2,4,5-T y el 2,4-D, así como algunos
metales pesados como el Cr y el As.

17.  Se produce a través del desarrollo de cargas positivas en
arcillas y sustancias orgánicas del suelo.
 Es en cantidad, significativamente menor que la CIC.
 En suelos normales la CIA llega a valores de 0.2 - 2 cmolc kg-1.
 En suelos tropicales con alto contenido de caolinita y arcillas
de óxidos o en suelos ácidos de alófonos pueden encontrarse
valores de 10-15 cmolc kg-1 o más.

18. Importancia de la capacidad de cambio
 Controla la disponibilidad
de nutrientes para las
plantas: K+, Mg++, Ca++,
entre otros.
 Interviene en los procesos
de floculación -dispersión
de arcilla y por
consiguiente en el
desarrollo de la estructura
y estabilidad de los
agregados.
• Determina el papel del suelo como depurador
natural al permitir la retención de elementos
contaminantes incorporados al suelo