Informe Lab 3 Requerimiento de Encalado

 

 

Universidad de Chile Facultad de Ciencias Departamento Química Ambiental Curso de Contaminación de Suelos

Informe de laboratorio Nº 3:

“REQUERIMIENTO DE ENCALADO”

NOMBRE. Lucero Paredes R. PROFESORA: Sylvia Copaja.  AYUDANTE: Roxana Tessada. FECHA DE REALIZACIÓN: 23 AGOSTO 2007

 

INTRODUCCIÓN Los suelos de carácter ácido, son los que contienen una cantidad considerable de cationes hidrógeno. La acidificación del suelo puede ser debida a causas naturales, como materia original pobre en cationes básicos, lavado de calcio en regiones de clima lluvioso, etc. o provocada provocada por el hombre, como por ejemplo, la incorporación de residuos o fertilizantes ácidos, lluvia ácida causada por ciertas industrias, o como en nuestro caso, un derrame accidental de ácido en un determinado suelo. Estos suelos no son favorables para el desarrollo de la mayoría de los cultivos, por lo que es preciso corregir  la acidez, tratando de sustituir los cationes hidrógeno por cationes potasio. Este procedimiento se llama encalado de un suelo. El que se basa en la corrección de las propiedades mecánicas y físicas del suelo.  ) necesaria para El Requerimiento de encalado, se define como, la cantidad de carbonato de calcio (CaCO3 ) subir en 0,1unidades de pH de una hectárea de suelo hasta una profundidad de 10 cm. El método consiste en incubar porciones de suelo con concentraciones crecientes de KOH-KCl, basados en la acidez intercambiable del ion potasio que se sustituye por el cation hidrógeno. Luego se agrega solución de KCl 1M y se determina el pH. Con los datos obtenidos, se dibuja la curva de titulación haciendo regres regresión ión lineal. Este método es aplicable en los suelos ácidos. Cuando queremos subir el pH tenemos que saber cuánta cantidad de encalante hay que aplicar. Estos métodos se basan en la sustitución del H de cambio de los suelos ácidos por el potasio (K). Métodos basados en la curva de neutralización del suelo, que consisten en añadir cantidades crecientes de base, en este caso KOH y medir el pH, se traza una curva de neutralización (calibración) en un gráfico de pH versus mL de KOH-KCl. . * A continuación se mencionan algunos objetivos que se consiguen al encalar los suelos 1: 1) Aumentar la estabilidad de la estructura del suelo. 2) Disminución de los iones H+ (Hidrógeno). 3) Aumento de los iones OH- (hidroxilo). 4) Disminución de la solubilidad de los iones Al3+ (Aluminio), Mn2+ (Manganeso) y Fe2+ (Hierro), que a determinadas concentraciones ser tóxicos. 5) Aumento de lapueden solubilidad del P (fósforo). 6) Aumento de las cantidades disponibles de Ca2+ (Calcio) y Mg2+ (Magnesio) por el agregado con los materiales calizos. 7) Estimular a los microorganismos del suelo. 8) Aumentar el ritmo de mineralización de la materia orgánica con el consiguiente aumento del N (Nitrógeno) disponible, etc. La reacción aproximada que explica el fundamento es la siguiente:

 

Objetivo : Determinar el requerimiento de encalado en un suelo acidificado, producto de un derrame con acido (en solución).

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1

 http://www.produccion.com.ar/1997/97jun_15.htm

 

1. Materia iale less. -

-

25 250 0 g de de suel suelo o facu facultltad ad (ca (calilica cata ta C-1 C-1). ). Ag Agua ua ac acid idif ific icad ada a con con HCl HCl a pH pH 1. 1. Solución de KOH-KCl 0,2M. KCl 1M. pH-metro. Agitador. Frasco de vi vidrio. Varilla de vid idrrio. Bandej eja a de plásti ásticco. Probeta de vidrio. Balanza di digital. Pro rob beta eta de plásti ásticco. Pipetas. Vasos de de pr precip ecipit itad ados os.. Bureta.

2. Meto tod dolo log gía ía..

-

-

Hacer una solución suelo con 250 g de suelo facultad (calicata C-1) y 100 mL de agua acidificada con HCl a pH 1 en un frasco de vidrio. Homogen Homogeneiza eizarr el suelo suelo con una una varilla varilla de de vidr vidrio io y dejar dejar secar secar al aire aire en una una bandeja bandeja plásti plástica. ca. Para Para determ determina inarr la densid densidad ad aparen aparente te del suelo, suelo, en una probe probeta ta plásti plástica ca de 100 mL, llena llenarr de suelo suelo facultad acidificado 50 mL. Pesar probeta sola y probeta con suelo. Pesar Pesar 11 porcion porciones es de 10 g de suelo suelo facultad facultad previa previamen mente te acidific acidificado ado en frasco frascoss plástico plásticoss con tapa. tapa.  Agregar desde 0 mL hasta 10 mL (de mL en mL) de solución KOH-KCl KOH-KCl 0,2M y completar a 50 mL con KCl 1M. Tapar Tapar los los fras frasco coss y deja dejarr agita agitarr por por 1 hora hora y m med edia. ia. Lueg Luego, o, deja dejarr sedim sedimen enta tarr y vert verter er el sobr sobren enad adan ante te en vaso vasoss de pr prec ecip ipit itad ados os y medir medir el pH del del sobrenadante. Dibujar Dibujar una una curva curva de de calibra calibración ción de pH versus versus el volum volumen en de KOHKOH-KC KCll agregad agregado. o. Calcula Calcularr en la parte parte lineal lineal de la curva curva de de calibrac calibración, ión, el el volumen volumen de KOH KOH necesa necesario rio para para aumenta aumentarr el pH en 0,1 unidades, según expresión:

Requerimie nto de Encalado (CaO) (Kg/ha)

=

a * M * d * 1400

(1)

Donde: a = mL de KOH-KCl necesarios para subirle pH de 10 g de suelo en 0,1 unidades de pH. M = molaridad de la solución KOH-KCl. d = densidad aparente del suelo. el la requerimiento de encalado calculado por el número ParaMultiplicar determinar densidad aparente, se realiza el siguiente cálculo:de 0,1 unidades de pH que se desea cambiar.  Da

 Ms =

Vt 

 MasaSueloS ecoAlAire =

50mL

Donde: Ms = masa del suelo seco al aire. Vt = volumen total ocupado por el suelo, en este caso 50 mL.

RESULTADOS

(2)

 

Los valores obtenidos de pH para cada porción de suelo son:

Tabla Nº 1. Medición de pH de las distintas porciones de suelo. Porción mL KO KOH-KCl mL KC KCl pH medido 1 0 50 3,55 2 1 49 3,64 3 2 48 3,77 4 3 47 3,78 5 4 46 3,91 6 5 45 3,99 7 6 44 3,77 (*) 8 7 43 4,18 9 8 42 4,22 10 9 41 4,31 11 10 40 4,41 (*) Valor que se eliminó de la curva de calibración.   Ahora con los 10 valores de pH, se procede a realizar la curva de calibración pH versus volumen (mL) de KOH-KCl 0,2M añadido.

5,0

4,5

   H   p

4,0

 

datos experimentales regresión lineal Y = 3,562 + 0,084*X

3,5

2

R = 0,9945 3,0 0

2

4

6

8

10

volumen KOH-KCl (mL)

De la curva de calibración se observa que hay una relación lineal en todo el rango de KOH-KCl agregado, salvo por  el 2punto de pH a 6 mL de KOH-KCl adicionado, el R 2 obtenido está dentro de lo permitido para una regresión lineal (R >0,99). La ecuación de la recta obtenida es:  Y = 3,562 + 0,084*X

- Determinación del volumen necesario de KOH-KCl  Con el valor de la pendiente, y sabiendo que se quiere cambiar 0,1 unidades de pH, se encontrará el volumen necesario para dicho cambio, así:  pendiente 0,084

=

=

∆ pH  ∆VolumenKOH  −  KCl 

0,1 Volumen

Por lo tanto el volumen de KOH-KCl 0,2M necesarios para cambiar el 0,1 unidades el pH es: Volumen de KOH-KCl = 1,19 mL.

- Determinación de la densidad aparente:

 

Se debió determinar esta densidad y no usar la calculada en el curso anterior, producto que la densidad de un suelo ácido es distinta a la de el suelo facultad normal. Se obtuvo los siguientes resultados:

Tabla Nº 2. Datos para determinar la densidad aparente. Medición Peso (g) Probeta sola 41,6 Prob Probet eta a + 50 mL su suel elo o 98 98,7 ,7 Usando la expresión (2), se tiene que la densidad aparente del suelo facultad (calicata C-1) acidificado es:  Ms 98,7 g  41,6 g  57,1 g   Da Vt  50mL 50mL 1,142 g  / mL −

=

=

=

=

- Determinación del requerimiento de encalado:

Para saber cuantos Kg por ha se necesitan de cal para modificar en 0,1 unidades de pH el suelo, se ocupará la expresión (1).

Requerimiento de Encalado (CaO) (Kg/ha) = a * M * d * 1400

Requerimie nto de Encalado (CaO) (Kg/ha)

=

Requerimie nto de Encalado (CaO) (Kg/ha)

=

1,19 * 0,2 * 1,142 * 1400 380,51

Por lo tanto, se necesitan 380 kilos de cal por por hectárea de suelo.

DISCUSIONES Para hacer una comparación de los resultados obtenidos, el suelo facultad de calicata C-2 (que es el suelo corresp corr espondi ondiente ente a la profund profundidad idad contigua contigua al suelo suelo usado usado por nosotros nosotros que es calicata calicata C-1), se obtuvo obtuvo un requerimiento de encalado de aproximadamente 500 Kg/ha, valor superior al obtenido por la calicata C-1 (nuestro caso), esta diferencia se debe a que a menor profundidad del suelo (Calicata C-1), recibe diversos aportes de nutrientes, esta constantemente removiéndose, lo que hace que sea un mejor tampón que el suelo de Calicata C-2, ya que éste se encuentra a mayor profundidad. Lo que quiere decir que, el suelo de calicata C-1 fue un suelo menos acidificado que el suelo de calicata C-2. Para establecer más precisamente el poder tampón que tenga un suelo, se debe determinar la capacidad tampónica de un suelo, parámetro que no se determinó en este práctico.

CONCLUSIÓN

-

Los suelo se oponen (ofrecen resistencia) a cambios de pH, por la carga que tienen, y son considerados buenos tampones. +

-

El encalado reduce la acidez suelo,haciendo ya que aumenta el pHrecupere de éste,los porque convierte del H en agua, e intercambiándolo por eldel potasio, que el suelo cationes básicosparte perdidos. Si agregam agregamos os a nuestro nuestro suelo suelo que fue fue acciden accidentalm talmente ente acidif acidificad icado o 380,51 380,51 Kg/ha Kg/ha de cal, el suelo suelo facul facultad tad calicata C-1 mejorará el pH en 0,1 unidades.

 

REFERENCIAS - Apuntes de clase curso Contaminación de Suelos 2007. Sylvia Copaja. - http://www.inia.cl/platina/descarga/docs/libros/metodos_an_suelos_v2004.pdf