Correccin del pH del suelo y la dureza y alcalinidad del agua

cidos, bases y reacciones de neutralizacincido: sustancia que libera iones hidronio (H+)

Base: sustancia que libera iones hidroxilo (OH-)

Neutralizacin: Las bases neutralizan cidos y viceversa, produciendo agua y sal.HCl + NaOH NaCl + H2O

El encalado incrementa el pH y la alcalinidad de las aguas cidas para niveles deseables, estableciendo, de esta forma, una reserva alcalina o sistema buffer de pH. En virtud de sus efectos sobre la alcalinidad, el encalado incrementa la disponibilidad de carbono para os procesos fotosintticos. El empleo de cal incrementa el pH del lodo del fondo de los estanques para niveles deseables y, consecuentemente, disminuye la capacidad del lodo de adsorber los nutrientes que son tiles para las plantas, tales como fosfatos inorgnicos, incrementando as su biodisponibilidad para los organismos que sirven como alimento en el medio de cultivo. Mg2+ - Coloide + + Ca2+ + Mg+ + K+ + H2PO4- = K+-coloide+H2PO4- Ca2+Aplicacin de cal (Encalado)

Debido al aumento del pH de los sedimentos cidos, el encalado propicia un medio ambiente ms favorable para el crecimiento microbiano, adems de acelerar la descomposicin y mineralizacin de la materia orgnica de los sedimentos. Con la elevacin de la dureza y alcalinidad del agua, el encalado sirve como recurso directo de calcio soluble para los organismos que forman parte del alimento natural del estanque. El encalado ayuda a clarificar las aguas turbias, facilitando la floculacin y precipitacin de los coloides orgnicos y de arcilla, que se encuentran en suspensin (incluso humus cido), mejorando la penetracin de luz para la fotosntesis. El encalado sirve tambin como desinfectante para el estanque, ya que mata los parsitos de los peces y camarones y sus hospederos intermediarios, competidores animales y plantas verdes indeseables.

Cal agrcola (CaCO3 + MgCO3)Dolomita (CaMg(CO3)2Cal virgen (CaO)Cal hidratada [Ca(OH)2]Cul y Cunto??

Tamao de PartculaEjemplo: Estimar la tasa de finura de um tipo de cal que posee los siguientes tamaos: 8% (> 1,7 mm), 14% (1,69-0,85 mm), 24% (0,84-0,25 mm) y 54% (< 0,24 mm).

Poder Neutralizante

PODER NEUTRALIZANTE: Capacidad que un calcreo tiene de neutralizarcidos en relacin al carbonato de calcio puro (CaCO3). Esta capacidad varade acuerdo con el tipo de compuesto (peso molecular).Por ejemplo:100 g CaCO3-------------------- x 100 = 179% = El CaO neutraliza 179% 56 g CaO ms en relacin al CaCO3

(*) Para compuestos 100% puros

CompuestoFrmulaPesoMolecular (g)Poder Neutralizante (%)*Carbonato de calcioDolomitaxido de calcioxido de calcio y magnesioHidrxido de calcioHidrxido de calcio y magnesioCarbonato de sodioBicarbonato de sodioSilicato de sodioFosfato de calcioCaCO3CaCO3.MgCO3CaOCaO.MgOCa(OH)2Ca(OH)2.Mg(OH)2Na2CO3NaHCO3CaSiO3Ca(PO)2100184,315696,3174132,311068411631010010917920313515194598665

Ya que casi toda cal tiene impurezas, se hace necesario analizarla qumicamente para determinar su verdadero poder neutralizante.Erlenmayer de 500 mlAgitar, calentar hasta casi hervir y esperar que la reaccin se complete.Adicionar 100 ml de agua destilada y hervirde uno a dos minutos.Cuando enfriar, colocar 3 gotas de fenolftalena y titularcon NaOH 1,0 N hasta que la solucin se vuelva decolor rosado. Anotar el volumen de NaOH consumido.

Ejemplo: una muestra de 0,5 g de cal reacciona con 25 ml de HCl 1,0 N. La titulacin consume 16 ml de NaOH 1,0 N. Calcular el poder neutralizante de la cal que est siendo analizada. (V T) (N) (5000)Poder neutralizante - NV (%) = ------------------------ SDonde:

V = volumen de HCl (ml)T = volumen de NaOH (ml)N = normalidad de cido y de la base (1,0 N)S = peso de la cal (mg)Entonces:

(25 - 16) (1) (5000) NV (%) = -------------------------- = 90% 500

Dosis recomendada (kg/ha)Dosis = --------------------------------------- (NV/100) x (FR/100)NV = poder neutralizante (%)FR = grado de finura (%

CUNTO?

Intercambio CatinicoLos cationes trivalentes se intercambian ms fcilmente que los monovalentes

Capacidad de intercambio de cationes (CEC)CEC = miliequivalentes de cationes por 100 g de suelo seco (meq/100g)Suelos agrcolas y acucolas = < 1 para mayor de 100 meq/100g

Suelos arenosos = baja CEC

Suelos lodosos = alta CECLos principales cationes intercambiables son: Ca2+, Mg2+, K+, Na+ y Al3+

La suma de estos cinco generalmente equivale a CECEjemplo:

Suelo con 300 mg/kg de Ca2+, 50 mg/kg de Mg2+, 25 mg/kg de K+, 45 mg/kg de Na+ y 80 mg/kg de Al3+. Estimar la CEC (meq/100g)Cada meq pesa:

Ca2+ 20,04 mgMg2+ 12,16 mgK+ 39,1 mgNa+ 23,0 mgAl3+ 9,0 mgEntonces:

30,0 mg/100g 20,04 mg/meq = 1,50 meq/100g 5,0 mg/100g 12,16 mg/meq = 0,41 meq/100g 2,5 mg/100g 39,10 mg/meq = 0,06 meq/100g 4,5 mg/100g 23,00 mg/meq = 0,20 meq/100g 8,0 mg/100g 9,00 mg/meq = 0,89 meq/100g3,06 meq/

Acidez intercambiableLa acidez del suelo depende, adems del pH del agua que rodea sus partculas,De la presencia de cationes cidos, tales como Al3+, Fe3+ y H+. Sin embargo, elCatin cido que ms abunda en el agua intersticial es el Al3+.La fraccin de la CEC debida a los cationes cidos se la denomina BASE INSATURADA (BU).Al - lodo + 3H2O Al(OH)3 + 3H+Ejemplo:

Un suelo tiene una CEC de 6 meq/100g debido a: 1 meq de Ca2+, 0,5 meq de Mg2+, 0,4 meq de K+, 0,2 meq de Na+ y 3,9 meq de Al3+. Estimar BU (meq).

iones cidos 3,9BU = --------------------- = ------- = 0,65 meq CEC 6

4,07,06,05,00,20,40,60,81,0BU (meq)pH del sueloY = 7,79 5,55X + 2,27X2

Durezas mayores de 40 mg/ldan por lo general BUs menoreso iguales a 0,2 meq

Suelos con pH mayores de 5,9no necesitan aplicacin de cal

Cultivos en aguas marinas o enaguas dulces duras (Valle) tienensuelos de baja acidez, necesitando,por lo tanto, menos cantidad de cal

AHORA S: CUNTO?Ejemplo: un estanque de tilapias de 1 ha x 1m de profundidad tiene una alcalinidad de 30 mg/l y necesitamos subirla para por lo menos 80 mg/l. Cunta cal debo colocar?

Solucin:

Dficit: 80 30 mg/l = 50 mg CaCO3/l

Entonces: 10,000,000 litros x 50 mg (0,00005 kg) = 500 kg CaCO3Mtodo del Dficit (usado para la alcalinidad y la dureza del agua)Para aumentar la alcalinidad del agua, debe ser usada la cal agrcola (CaCO3)y para aumentar la dureza, el yeso agrcola (CaSO4.2H2O)

Ejemplo:

Un estanque tiene 85 mg/l de alcalinidad y apenas 5 mg/l de dureza.Cunto de yeso agrcola (100% puro) debo colocar para igualar la dureza conla alcalinidad? Sin embargo, si el suelo tiene mucha acidez la alcalinidad del agua puede disminuir al poco tiempo de aplicada la cal. Fowler (1984) inund con agua de 34 mg/l de alcalinidad suelos con pH de 4,7 a 5,7;despus de 7 das la alcalinidad baj para 16,8/l.En la finca Primavera se aplic cal para elevar la alcalinidad de 51 mg/l para 102 mg/l, sin embargo, a las 48 horas la alcalinidad volvi a caer para 51 mg/l.

Ejemplo: el suelo de un estanque de tilapias tiene una CEC de 10 meq/100g y un pH de 5,0. Cunta cal debo colocar para levantar el pH para 6,5?

En otras palabras, de acuerdo con la ecuacin Y = 7,79 5,55X + 2,27X2 o el grfico de pH vs. BU, al pH de 5,0 y de 6,5 le corresponde un BU de 0,75 y 0,25 meq respectivamente. Tenemos, por lo tanto un dficit de 0,5 meq (0,75 0,25)Entonces:

[(0,75 0,25) 1,0] x 10 meq/100g = 5 meq de acidez/100g

Si 1 meq de CaCO3 equivale a 50 mg, se necesita de 250 mg de cal (5 meq x 50 mg de cal) por cada 100g de suelo seco, o 2,500 mg por cada kg de suelo para elevar el pH para 6,5.

El suelo acucola pesa 1,5 x 106 kg/haEntonces:

Para un estanque de 1 ha necesitaremos de:

Si 1 kg ------------------------- 2,500 mg de CaCO3

1,500,000 ------------------------- X mg de CaCO3

X = 3,750,000,000 mg de CaCO3/1000 g/mg

= 3,750,000 g de CaCO3/1000 kg/g

= 3,750 kg de CaCO3/haEjercicio: hacer lo mismo para un suelo con 25 meq de CEC9,375 kg/ha

El cambio de pH provocado por la adicin de una cantidad conocida de suelo enUna solucin buffer sirve para estimar la acidez intercambiable de un suelo dadoCada cambio de 0,1 de pH en 20 ml de solucin buffer corresponde a 0,08 meq de acidez (H+)

Exigencias de cal (kg de CaCO3/ha) necesarios para el incremento de la dureza total y la alcalinidad del agua del estanque para ms de 20 mg/l.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ pH del lodo en una solucin buffer pH del lodo --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- en agua 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7,4 7,3 7,2 7,1 7,0 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5,7 91 182 272 363 454 544 735 726 817 9085,6 126 252 378 504 630 756 882 1008 1134 12605,5 202 404 604 806 1008 1210 1411 1612 1814 20165,4 290 580 869 1160 1449 1738 2029 2318 2608 28985,3 340 680 1021 1360 1701 2041 2381 2722 3062 34025,2 391 782 1172 1562 1548 2344 2734 3124 3515 39065,1 441 882 1323 1765 2205 2646 3087 3528 3969 44105,0 504 1008 1512 2016 2520 3024 3528 4032 4536 50404,9 656 1310 1966 2620 3276 3932 4586 5242 5980 65524,8 672 1344 2016 2688 3360 4032 4704 5390 6048 67204,7 706 1412 2116 2822 3528 4234 4940 5644 6350 7056 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Y = 7,79 5,55X + 2,27X2

Y cuando no se conoce la relacin pH del suelo BU?Pesar y tamizar 20 g de suelo seco. Adicionar 40 ml de buffer en un becker de 100 mlEl cambio de 0,1 de pH equivale a 0,16 meq de H+Agite durante 1 hora y mida el pH mientras agita. Si el pH resulta ser menor de 7repita la operacin con apenas 5 g de sueloEjemplo:

Calcular la cantidad de cal para un suelo (20 g) embebido en 40 ml de buffer queBaj el pH de 8,0 para 7,6 (4 veces 0,1)

Solucin:

Acidez = 4 x 0,16 = 0,64 meq H+/20g

50 g CaCO3 1,000 gCantidad de CaCO3 = 0,64 x ---------------- x ------------ = 1,600 mg/kg meq 20 g

Entonces: 1,600 mg/kg x 1,5 kg/mg/kg = 2,400 kg/haMtodo simple:

Cantidad de CaCO3 (kg/ha) = [8,0 (pH del suelo en el buffer)] x 6,0007,6