¿Qué es el suelo?
El suelo es de vital importancia para todos los seres vivos de este planeta, sirve como medio de crecimiento para diversos organismos, mantiene complejas interacciones dinámicas con la atmósfera y los estratos que se encuentran por debajo de él, el suelo permite el mantenimiento de los servicios ambientales de los ecosistemas, además influye en el clima y el ciclo hidrológico de tal manera que junto con el clima, determina de manera importante la distribución de los ecosistemas y de muchos de los recursos naturales en determinada región o territorio.
El suelo es la capa superficial de la tierra producto de la actuación entre el clima, los organismos vivos , el relieve del terreno y el tiempo sobre el material original.
El Suelo es considerado No Renovable, ya que en promedio tarda en formarse de 100 a 400 años por centímetro de cubierta fértil a través de la interacción con el clima, la topografía, los animales, etc.
Como mencionamos en un principio, es uno de los recursos naturales mas importantes, sus condiciones dependen del buen estado de habitad naturales, de las actividades agrícolas, ganaderas, forestales y urbanas. La manera en que se le da uso al suelo tiene importantes implicaciones sociales, económicas y ecológicas.
Principales fases en la composición del suelo.
Composición.
En el suelo encontramos materiales procedentes de la roca madre fuertemente alterados, seres vivos y materiales descompuestos procedentes de ellos, además de aire y agua. Las múltiples transformaciones físicas y químicas que el suelo sufre en su proceso de formación llevan a unos mismos productos finales característicos en todo tipo de suelos: arcillas, hidróxidos, ácidos húmicos, etc.; sin que tenga gran influencia el material originario del que el suelo se ha formado.
El suelo está constituido por una parte sólida; que a la vez se divide en materia inorgánica y materia orgánica, la cual está formada por restos vegetales y animales, microorganismos etc. Una parte gaseosa (aire del suelo) y una parte liquida ( agua del suelo o disolución del suelo) por lo que se podría decir que el suelo es una mezcla heterogénea.
Composición de la fase sólida del suelo. Principales componentes de las sustancias orgánicas.
La parte solida del suelo es una mezcla formada por materiales orgánicos e inorgánicos (minerales); estos se encuentran en distintas cantidades dependiendo del tipo de suelo y la región de origen.
MATERIAL ORGÁNICO
Este componente del suelo está formado por restos vegetales y animales en diferente estado de composición, constituidos por sustancias compuestas de cadenas de carbono C, hidrogeno H, hidrocarburos, carbohidratos CH-O.
La ultima etapa de la descomposición de la materia organica, llamada “mineralización”, consiste en la destrucción total de los restos organicos que se transforman en compuestos inorgánicos sencillos debido a la actividad de los microorganismos(hongos y bacterias).
La parte orgánica está formada por los residuos de vegetales y animales que se encuentran en diferentes grados de descomposición, lo que es causado por la presencia de microorganismos.
Cuando la mayor parte de la materia orgánica se ha degradado a sus componentes más simples se les nombra HUMUS, el cual es una mezcla de diversas sustancias en las que se integran partículas de diferentes tamaños entre los que se encuentran los coloides. Estos pueden intercambiar iones, ayudan a la formación del suelo y también retienen gran cantidad de agua y de nutrientes.
Existen otros microorganismos que se encargan de fijar el nitrógeno del aire atmosférico al suelo, transformándolo en compuestos inorgánicos simples y solubles, por ejemplo, el amoniaco y los nitratos. Estos últimos son absorbidos por las raíces de las plantas para la fabricación de sustancias como las proteínas.
¿De qué está formada la parte inorgánica del suelo?
La parte inorgánica del suelo está formada por materiales inorgánicos y se clasifican en: óxidos, hidróxidos, ácidos y sales, los cuales están formados por cationes y se clasifican en monoatómicos y poliatómicos; Aniones que se clasifican en monoatómicos y poliatómicos.
Este material consiste en partículas de roca que se han formado por desgaste bajo la acción de los agentes atmosféricos, constituye la mayor parte solida de los suelos, varía desde 99. 5%, en la superficie de los suelos en regiones muy secas.
Representa la parte más estable del suelo, aunque por efecto de la desintegración de las rocas por procesos físicos, químicos y biológicos, experimenta cambios lentos.
Normalmente se incluyen a los minerales del material inorgánico en dos grupos:
a) Primarios: su composición depende de la roca madre y contiene básicamente silicatos de diversos tipos como el cuarzo y feldespatos, oxido e hidróxidos de fierro y aluminio, carbonatos, sulfatos, nitratos, cloruros, fosfatos, sulfuros y fluoruros
b)Secundarios: se forman a partir de la desintegración de los minerales primarios
¿Qué son la sales y qué propiedades tienen?
Sales:
Son sustancias de estabilidad relativa; su actividad y solubilidad están condicionadas a los elementos que la integran. Se forman a partir de la reacción de un ácido y una base; ellas pueden reaccionar entre sí y dar origen a compuestos de mayor estabilidad.
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Algunas sales se les llama sales ácidas o sales básicas, ello obedece a que pueden originarse de neutralizaciones parciales; Carbonato ácido de sodio es una sal ácida, en tanto que Mg(OH)Cl, es una sal básica.
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Entre otras características, como su nombre lo indica, estos compuestos tienen sabor salado y en disolución acuosa conducen la corriente eléctrica., generalmente son sustancias cristalinas y pueden cambiar de estado por acción del calor.
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- Construir un modelo de compuesto iónico y con base en él:
- Explicar cómo se disuelven las sales.
- El papel de las moléculas del agua en este proceso.
- La conducción de la electricidad por medio de iones.
Si mezclamos dos sustancias y el resultado obtenido es una mezcla homogénea, hablamos de solución. En el caso de la sal de mesa mezclada con el agua, los átomos de sodio (Na) y de cloro (Cl) inicialmente ligados en conjunto bajo la forma de un cristal, son disueltos por las moléculas de agua. El agua es un solvente.
Las razones son de orden electrostático. La cohesión de los átomos y de las moléculas proviene de los enlaces electrostáticos que existen entre partículas cargadas y⁄o polarizadas. El cloruro de sodio (NaCl) es de hecho la unión de un ion Na+ y de un ion Cl- que se atraen mutuamente bajo el efecto de la atracción electrostática.
Las moléculas de agua son eléctricamente neutras pero su geometría las hace polarizables, es decir, que las cargas positivas y negativas están colocadas una frente a la otra. Ésta propiedad hace que los iones de Na+ y de Cl- se separen bajo la atracción más fuerte de las moléculas de agua. Notemos que la orientación de las moléculas no es la misma si ellas atraen a un ion de Na+ o un ion de Cl- .
Éste proceso se continua hasta que la sal es totalmente disuelta.
NaCl cloruro de sodio es un compuesto iónico muy soluble en agua. La elevada solubilidad de este compuesto radica en la atracción que los polos parciales positivos y negativos de la molécula de agua ejercen sobre los átomos de Na+ y de Cl- de las moléculas del NaCl. Específicamente las cargas parciales positivas de los hidrógenos de la molécula de agua atraen a la carga negativa del anión cloruro Cl-, mientras que la carga parcial negativa del átomo de oxígeno ejerce su acción atractora sobre el catión sodio Na+. Estas interacciones electrostáticas producen la ionización del cloruro de sodio, y los iones Na+ y Cl- se dispersan en la solución, para ser consecuentemente hidratados.
Explicar la electrólisis destacando:
o Aplicar el modelo de compuesto iónico para explicar la electrólisis destacando que:
o En el ánodo se efectúa la oxidación.
o En el cátodo se efectúa la reducción
o La electrólisis es un proceso redox.
Para realizar la electrolisis del agua se utilizan fuentes de poder o pilas que se caracterizan por tener dos polos opuestos, uno llamado cátodo( polo negativo) y otro ánodo (polo positivo) y que además proporcionan corriente eléctrica directa. Por otro lado, el agua pura no conduce la corriente eléctrica por lo que es necesario agregar una sustancia que si permite el paso de esta, como por ejemplo, hidróxido de sodio o ácido sulfúrico.
El gas incoloro formado en el cátodo o electrodo conectado a la terminal negativa de la batería, prende rápidamente, es mucho menos denso que el aire y se conoce con el nombre de hidrogeno. El gas generado en el ánodo o electrodo positivo en este aparato, es también incoloro, es un poco menos denso que el aire , no arde pero permite que otas sustancias ardan en el y se trata del oxígeno. El volumen del hidrogeno generado es siempre el doble que el volumen de oxígeno.
La electrólisis es un proceso en el que, debido a la aportación energética de un generador eléctrico, se generan unas reacciones redox. Se trata pues de un proceso no espontáneo. Al conectar los electrodos a la fuente de alimentación, cada electrodo adquiere la carga eléctrica del signo del borne del generador al cual se ha conectado. El electrodo con carga negativa se llama cátodo (se da una reducción) mientras que el electrodo con carga positiva es el ánodo (se da una oxidación). Debido a la diferencia de potencial creada, los cationes de la disolución son atraídos por el cátodo y los aniones por el ánodo. Los electrones suministrados al cátodo por la corriente eléctrica son aceptados por los cationes y se produce la reducción en el cátodo. En el ánodo se da la oxidación porque los electrones cedidos por la reacción de oxidación son captados por el ánodo con lo que se restablece la corriente eléctrica del circuito.
En el agua el cátodo es cargado negativamente, una reducción de la reacción se lleva a cabo, con los electrones (e-) desde el cátodo está dando a los cationes de hidrógeno para formar gas hidrógeno:
Reducción en el cátodo: 2 H + (aq) + 2e – → H 2 (g)
En el ánodo cargado positivamente, una oxidación produce la reacción, la generación de gases de oxígeno y dando electrones hacia el ánodo para completar el circuito:
Ánodo (oxidación): 2 H 2 O (l) → O 2 (g) + 4 H + (aq) + 4e -
Las reacciones también pueden ser equilibradas con las bases que se enumeran a continuación. No todas las reacciones medias deben ser equilibradas con el ácido o base. Muchos lo hacen como la oxidación o reducción de agua figuran en esta lista.
Cátodo (reducción): 2 H 2 O (l) + 2e – → H 2 (g) + 2 OH – (aq)
Ánodo (oxidación): 2 H 2 O (l) → O 2 (g) + 4 H + (aq) + 4 e
¿Cuál es el alimento para las plantas?
A diferencia de los animales que se alimentan de materia orgánica, las plantas se alimentan de materia inorgánica. La absorción de los elementos químicos se produce fundamentalmente a través de sus hojas y a través de sus raíces. Del aire toman el carbono y el oxígeno que se encuentran combinados formando el dióxido de carbono ( CO2). El proceso de fotosíntesis es capaz, con la ayuda de la luz solar, de convertir este compuesto junto con el agua y los minerales tomados del suelo en azúcares. Carbono, oxígeno e hidrógeno constituyen los nutrientes no minerales.
¿Cómo mejorar un suelo deficiente en sales?
Los fertilizantes, estiércoles y residuos industriales como la cachaza, contienen sales. No obstante, en suelos con problemas de sales, las recomendaciones sobre fertilizantes deben ir acompañadas con un plan de manejo para controlar o corregir esa limitante, para esperar una adecuada respuesta del cultivo a la aplicación de nutrimentos.
Abono mineral
Materia mineral que completa y enriquece las materias nutritivas, pues contiene elementos que se consideran limitantes de la productividad de los ecosistemas: el nitrógeno, el fósforo, el potasio y el calcio.
Abonos minerales de síntesis
Fertilizantes inorgánicos que se utilizan para suministrar minerales a un suelo deficiente o para reponer las sustancias que las plantas extraen del suelo. Los abonos minerales de síntesis principales incluyen uno o varios de los elementos fundamentales para las plantas (nitrógeno, fósforo y potasio) en forma de sales (fosfatos cálcico y amónico, sulfato y nitrato amónico, cloruro y sulfato potásico).
¿Cómo se obtienen las sales?
Son compuestos resultantes de la combinación de un metal con otro no metálico o con un radical ácido, y que se consideran como producidas por sustitución del hidrógeno de los ácidos por átomos metálicos
Para mejorar un suelo deficiente de sales se le deben agregar sales y estas se obtienen por diferentes métodos:
• Metal + No metal ® Sal
• Metal + Ácido ® Sal + Hidrógeno
• Sal 1 + Sal 2 ® Sal 3 + Sal 4
• Ácido + Base ® Sal + Agua
1- A partir de Cloruro de Sodio y Ácido Sulfúrico se obtienen Sulfato de Sodio y Cloruro de Hidrógeno.
2- NaCl + H2SO4 ® Na2SO4 + 2 HCl
El Sulfato de Sodio se reduce con coque y se calcina con caliza, así se obtiene Carbonato de Sodio, Sulfuro de Calcio y Dióxido de Carbono.
Na2SO4 + CaCO3 + 2 C Na2CO3 + CaS + 2 CO2
3- Por extracción con agua pueden separarse el Carbonato de Sodio (soluble) y el Sulfuro de Calcio (insoluble).
4- El Carbonato de Sodio puede tratarse con cal apagada para obtener una solución de Hidróxido de Sodio.
Na2CO3 + Ca(OH )2 CaCO3 ¯ + 2 NaOH
¿A qué se debe la acidez del suelo?
La acidez, unida a la poca disponibilidad de nutrientes, es una de las mayores limitaciones de la baja productividad de los suelos ácidos. Aunque la acidificación es un proceso natural, la agricultura, la polución y otras actividades humanas aceleran este proceso. Debido al aumento de áreas acidificadas en el mundo y a la necesidad de producir más alimentos, es fundamental entender la química que explica el proceso de acidificación de los suelos. De esta forma se podrán desarrollar prácticas para recuperarlos o no acidificarlos. Así, estas prácticas de manejo y remediación se basarán en principios y leyes generales de química y no en conocimientos empíricos que solo son de aplicación local.
El pH de un suelo es el resultado de múltiples factores entre los que cabe destacar:
• Tipo de minerales presentes en un suelo
• Meteorización (de tales minerales y los que contiene la roma madre)
• Humificación en sentido amplio (descomposición de la materia orgánica)
• Dinámica de nutrientes entre la solución y los retenidos por los agregados
• Propiedades de los agregados del suelo y en especial lo que se denomina intercambio iónico
Cuando nos referimos al pH del suelo, solemos hacerlo a la solución de las aguas del suelo en un momento dado, aunque ya veremos que existen otros tipos de estimaciones. En consecuencia, estimamos la fracción activa de iones hidrógeno [H+]. En base a esta última podemos clasificar los suelos según su grado de acidez en los siguientes tipos:
Muy ácido pH. < 5,5
Ácido 5,6< pH. < 6,5
Neutro 6,6 > pH < 7,5
Básico o ligeramente alcalino ?7,6 > pH > 8,5
Muy alcalino pH > .8,6
Las condiciones de acidez se dan con mayor frecuencia en:
· Las regiones de alta pluviometría
· Cuando las bases son desplazadas por los hidrogeniones o captadas por las plantas
· Secreción de sustancias ácidas por las raíces de las plantas
· Compuestos ácidos formados en la descomposición de la materia orgánica
· Suelo jóvenes desarrollados sobre substratos sumamente ácidos
· Contaminación atmosférica que da lugar a las denominadas lluvias ácidas
· Drenaje de ciertos suelos hídricos o encharcados ricos en pirita (suelos ácido sulfáticos), como ocurre con los manglares
¿Qué importancia tiene conocer la acidez del suelo?
La acidez, unida a la poca disponibilidad de nutrientes, es una de las mayores limitaciones de la baja productividad de los suelos ácidos. Aunque la acidificación es un proceso natural, la agricultura, la polución y otras actividades humanas aceleran este proceso. Debido al aumento de áreas acidificadas en el mundo y a la necesidad de producir más alimentos, es fundamental entender la química que explica el proceso de acidificación de los suelos. De esta forma se podrán desarrollar prácticas para recuperarlos o no acidificarlos. Así, estas prácticas de manejo y remediación se basarán en principios y leyes generales de química y no en conocimientos empíricos que solo son de aplicación local.
Autor: A. Garritz J. A. Chamizo
Autor: Miguel Gimeno Guillen
Cristina Lalinde Fernández
