La Química del Suelo
Composición y Propiedades del Suelo
El suelo es una mezcla heterogénea que se forma por la interacción del clima, los seres vivos y la roca más superficial. Esta roca se fragmenta por la acción de diversos agentes, y los fragmentos se mezclan con restos orgánicos. Las distintas capas que se observan en los suelos se llaman horizontes.
Fases presentes en el suelo: Coloidal, sólida, líquida, gas. El estado de agregación que está más presente en los suelos es el sólido.
Componentes del suelo:
- Agua: 25%
- Aire: 25%
- Materia mineral: 45%
- Materia orgánica: 5%
Principales compuestos del suelo: Celulosa, hemicelulosa, pectinas, almidón, grasas y ligninas.
Características principales del suelo:
- Textura: Determinada por la proporción de arcilla, limo y arena.
- Densidad aparente: Afectada por la porosidad.
- Porosidad: Capacidad del suelo para mantener aire.
- Color: Debido a las sales minerales presentes.
El horizonte A es el que contiene más materia viva. La materia mineral del suelo viene de la meteorización de la roca madre. El humus es una fuente de nutrientes para las plantas y contribuye a una buena estructura del suelo. Su calidad depende de la vegetación o desechos vegetales. Los desechos vegetales dan mejor humus porque la relación C/N es menor.
Horizontes del Suelo
Horizonte A: Rico en materia orgánica.
Horizonte B (Subsuelo): Roca alterada y residuos orgánicos del horizonte A.
El suelo no se extiende infinitamente porque está compuesto de roca fresca o alterada por la meteorización. Se considera renovable por la necesidad de mantener su productividad.
Meteorización
Meteorización Física (MF): Intervienen variaciones de clima y temperatura.
Meteorización Química (MQ): Actúan elementos y reacciones químicas debido a la temperatura.
Propiedades Químicas
Al estudiar el pH, nos referimos a las propiedades químicas del suelo. El pH óptimo para la agricultura está entre 6.5 y 8.5. La meteorización, lixiviación y sedimentación son procesos químicos que ocurren en el suelo.
Para disminuir la acidez del suelo, se puede agregar piedra caliza molida.
Nutrientes primarios del suelo: Nitrógeno, Fósforo y Potasio.
Micronutrientes: B, Cl, Cu.
La fase en la que se proporcionan nutrientes y ocurren reacciones químicas es la fase líquida.
Compuestos Químicos
- Nitrato de Amonio: NH4NO3
- Fosfato de Hierro II pentahidratado: Fe3(PO4)2-5H2O
- Cloruro de Magnesio: MgCl2 (enlace iónico, sal)
- Dióxido de Silicio: SiO2
- Carbonato de Calcio: CaCO3
- Sulfuro de Plomo: PbS
- Pentóxido de Dinitrógeno: N2O5
- Carbonato de Potasio: K2CO3
- Cloruro de Amonio: NH4Cl
Los silicatos son compuestos de silicio y oxígeno. El oxígeno es un elemento importante para la vida vegetal y animal.
Compuestos inorgánicos: Alcohol, petróleo, gases nobles, etc.
La base de producción de fertilizantes nitrogenados es el amoniaco.
Reacciones Químicas
Oxidación: Pérdida de electrones y aumento en el estado de oxidación.
Cuando el magnesio reacciona con el cloro, gana 2 electrones.
Coloides del Suelo
Los coloides del suelo pueden ser hidrófilos, hidrófobos o asociados.
Función del Humus
El humus se dispersa en agua para formar compuestos orgánicos. Un suelo sometido a cultivo intensivo de vegetales origina un suelo con menor materia orgánica, y su humus fija menos iones.
Degradación del Suelo
La erosión es el deterioro físico del suelo causado por el movimiento y transporte de masa. Para evitar la contaminación del suelo, es importante reciclar, reutilizar y reducir materiales.
Fórmulas Químicas
- Molaridad = moles de soluto / volumen de la disolución
- Gramos = (mol)(masa molecular mm)
- mm = gramos/mol
- mol = gramos/mm
- ppm = mg/litro
- %V = (molaridad)(100)
Tipos de Enlace Químico
- Enlace Iónico: Átomos metálicos (Electronegatividad menor o igual a 1.9)
- Enlace Covalente No Polar/Puro: Diferencia de electronegatividad = 0
- Enlace Covalente Polar: Diferencia de electronegatividad mayor que 0 y menor que 1.9
- Enlace Covalente Coordinado: Un átomo con un par libre de electrones se enlaza con otro deficiente de electrones.
- Enlace Metálico: Átomos metálicos utilizando electrones deslocalizados.
Electronegatividad: Capacidad de un átomo enlazante de atraer electrones.
Número de Avogadro: 6.022 x 1023
Bacterias Nitrificantes
Las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno a las raíces de las legumbres.