EL SUELO

ACIDOS Y BASES

Acidos y basesDe acuerdo con la teoría clásica de la ionización electrolítica desarrollada por Arrenhius, los electrolitos disueltos en agua, se disocian directamente en partículas cargadas (positivas y negativas) llamadas iones.
Para Química Analítica, son de gran interés aquellos electrolitos cuyos iones provocan que la disolución sea ácida ó básica. De acuerdo con la misma teoría, los iones que dan origen al comportamiento ácido son los protones y los iones hidróxido provocan el comportamiento alcalino.
Por lo tanto, ácidos son los electrolitos que en disolución acuosa liberan iones hidrógeno, y bases son los que liberan iones hidróxido.
El equilibrio ácido - base se puede representar por medio de las ecuaciones siguientes:
Ácido qwe anión + H+
base qwe catión + OH-
Esta teoría clásica explica satisfactoriamente muchos de los hechos observados para los equilibrios ácido - base en disolución acuosa.
Sin embargo, en disolución no acuosa, se observaron algunos fenómenos no explicados por esta teoría.
Un tratamiento correcto de los equilibrios ácido - base en solución acuosa y no acuosa fue dado por Brönsted e independientemente por Lowry en 1923.
Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base obteniendo como productos una sal y agua. Existen varios conceptos que proporcionan definiciones alternativas para los mecanismos de reacción involucrados en estas reacciones, y su aplicación en problemas en disolución relacionados con ellas.

Los Ácidos tienen un sabor ácido,corroen el metal, cambian el litmus tornasol (una tinta extraída de los líquenes) a rojo, y se vuelven menos ácidos cuando se mezclan con las bases.

Las Bases son resbaladizas, cambian el litmus a azul, y se vuelven menos básicas cuando se mezclan con ácidos.

los ácidos sueltan H⁺ en la solución y las basessueltan OH^-. Si fuésemos a mezclar un ácido y una base, el ión H⁺ se combinaría con el ión OH^- ion para crear la molécula H₂O, o simplemente agua:

H+(aq)

+

OH-(aq)

H2O

La reacción neutralizante de un ácido con una base siempre producirá agua y sal, tal como se muestra abajo:

Ácido		Base		Agua		Sal
HCl	+	NaOH		H2O	+	NaCl
HBr	+	KOH		H2O	+	KBr

Aunque Arrhenius ayudó a explicar los fundamentos de la química sobre ácidos y bases, lastimosamente sus teorías tenían límites. Por ejemplo, la definición de Arrhenius no explica por qué algunas substancias como la levadura común (NaHCO₃) puede actuar como una base, a pesar de que no contenga iones de hidrógeno

La definición de Brønsted-Lowry sobre los ácidos es muy similar a la de Arrhenius, cualquier substancia que pueda donar un ión de hidrógeno, es un ácido (en la definición de Brønsted, los ácidos son comúnmente referidos como donantes de protones porque un ión- hidrógeno H⁺ menos su electrón - es simplemente un protón).

Sin embargo, la definición de Brønsted de las bases es bastante diferente de la definición de Arrhenius. La base de Brønsted es definida como cualquier substancia que puede aceptar un ión de hidrógeno. Esencialmente, la base es el opuesto de un ácido. El NaOH y el KOH, tal como vimos arriba, segruirían siendo consideradas bases porque pueden aceptar un H⁺ de un ácido para formar agua. Sin embargo, la definición de Brønsted-Lowry también explica por que las substancias que no contienen OH- pueden actuar como bases. La levadura (NaHCO₃), por ejemplo, actua como una base al aceptar un ión de hidrógeno de un ácido tal como se ilustra siguientemente:

Acid		Base				Salt
HCl	+	NaHCO3		H2CO3	+	NaCl

En este ejemplo, el acido carbónico formado (H₂CO₃) pasa por descomposición rápida a agua y dióxido de carbono gaseoso, y también las burbujas de solución como el gas CO₂ se liberan.

TIPOS DE ROCAS

Rocas ígneas
Las rocas ígneas (del latín igneus) o magmáticas se forman a partir de la solidificación de un fundido silicatado o magma. La solidificación del magma y su consiguiente cristalización puede tener lugar en el interior de la corteza, tanto en zonas profundas como superficiales, o sobre la superficie exterior de ésta.
Si la cristalización tiene lugar en una zona profunda de la corteza, las rocas se denominan intrusivas. Si la solidificación magmática es en la superficie terrestre, las rocas se denominan extrusivas. Por último, si la solidificación magmática se produce cerca de la superficie de la tierra, de una manera relativamente rápida y el magma rellena pequeños depósitos, las rocas se denominan filonianas ya que por lo general están rellenando grietas o filones.
Los diferentes silicatos que constituyen las rocas ígneas cristalizan en un orden determinado, que está condicionado por la temperatura. La serie de cristalización de Bowen (1928) muestra el orden de cristalización de los distintos silicatos. La Figura 1 muestra la Serie de Bowen.

Rocas metamórficas.

Son el resultado de la transformación de una roca debido a la adaptación a condiciones ambientales diferentes de las existentes durante el periodo de formación de la roca premetamórfica. La transformación tiene lugar en estado sólido y consiste en recristalizaciones, reacciones entre minerales, cambios estructurales, transformaciones polimórficas, etc., asistidas por una fase fluida intergranular. Los factores que desencadenan el proceso metamórfico son los cambios de temperatura y presión, así como la presencia de fluidos químicamente activos.

Su clasificación se basa, fundamentalmente, en la composición mineralógica, en la textura (el factor más importante es el tamaño de grano y la presencia o ausencia de foliación) y en el tipo de roca inicial antes del producirse el proceso metamórfico. Por lo tanto, la composición mineralógica de una roca metamórfica va a depender de la composición de la roca inicial, y del grado de metamorfismo que haya alcanzado

Rocas sedimentarias

Este tipo de roca, se forma por acumulación de sedimentos que, sometidos a procesos físicos y químicos, resultan en un material de cierta consistencia.

Pueden formarse a las orillas y desembocaduras de ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares, y se encuentran dispuestas formando capas o estratos. Cubren más del 75 % de la superficie terrestre, formando una cobertura sedimentaria sobre un zócalo formado por rocas ígneas y, en menor medida, metamórficas. Sin embargo su volumen total es pequeño cuando se comparan con las rocas magmáticas, que forman la mayor parte de la corteza y la totalidad del manto.

Las rocas sedimentarias se caracterizan por:

• Presentan una estructura estratificada (estratos), con capas producidas por el carácter a la vez progresivo y discontinuo del proceso de sedimentación.
• Contienen generalmente fósiles.
• Ser más o menos permeables, sobre todo las detríticas, lo que favorece la
  circulación o depósito de agua subterránea e hidrocarburos.
  0. Pueden clasificarse por su génesis en:

  •
  • •

  Rocas detríticas, formadas por acumulación de derrubios procedentes de la erosión y depositados por gravedad. Éstas a su vez se clasifican sobre todo por el tamaño de los derrubios, que permite distinguir entre conglomerados, areniscas y rocas arcillosas.
  Rocas organógenas, las formadas con restos de seres vivos.
  Rocas químicas o rocas de precipitación, formadas por depósito de sustancias previamente disueltas

  Por su composición se clasifican en:

  • arcillosas
  • calizas
  • silíceas (arenas y areniscas)
  • orgánicas (carbón mineral)
  • salinas (yeso y sales precipitadas)
    Los procesos fundamentales de los suelos.
    Los suelos como sistemas naturales y en consecuencia abiertos, se forman por los siguientes procesos:

    1. Entradas y salidas de materia (agua, raíces, organismos del suelo y restos vegetales) y energía (del sol y de los residuos) que enriquece al suelo de nutrientes, le provee de agua y regula su temperatura, hay acumulación de materia orgánica, principalmente en el horizonte superior. Paralelamente, se desarrolla la sucesión vegetal que conduce a la formación del ecosistema propio de la región climática ecológica.

    2. Transformación de la materia orgánica y mineral por la acción de los agentes químicos y biológicos en un ambiente húmedo, dando como producto compuestos minerales (arcillas y óxidos) y sustancias húmicas las que son típicas de cada región climática ecológica (o ecosistema) y siendo los minerales fundamentales para la retención y liberación de nutrientes y en formar la estructura del suelo.

    3. Traslocación de la materia por:
       a) Reciclaje de las plantas que al depositar residuos concentra la materia orgánica y elementos químicos minerales en la superficie del suelo desarrollando de esta forma la fertilidad.
       b) El agua que transporta en sentido descendente materia mineral y orgánica en solución o en suspensión dando lugar a la formación de horizontes específicos subsuperficiales y a las pérdidas por drenaje.
    4. Reorganización de la materia, por procesos físico químico y biológicos, tales como la cristalización de la materia mineral, la formación por polimerización de sustancias húmicas de alto peso molecular, la formación de complejos órgano-minerales y de estructuras a nivel micro, meso y macro. La combinación de estos procesos permiten la formación de los horizontes del suelos y del sistema circulatorio para el agua y el aire, fundamentales para la vida del suelo.

INTEMPERISMO

Intemperismo o meteorización es la alteración de los materiales rocosos expuestos al aire, la humedad y al efecto de la materia orgánica; puede ser intemperismo mecánico o de desintegración, y químico o de descomposición, pero ambos procesos, por regla general interactúan. Las variaciones de humedad y temperatura inciden en ambas formas de intemperismo toda vez que afectan la roca desde el punto de vista mecánico y que el agua y el calor favorecen las reacciones químicas que la alteran. Distintos factores ambientales físicos y químicos atacan a las rocas y las cuartean, disgregan y descomponen, y según el carácter de los factores que produzcan la meteorización se distinguen la meteorización física y la meteorización química. La naturaleza misma de las rocas determina su susceptibilidad a los agentes erosivos, pues la caliza y el granito que reaccionan con el ácido carbónico de la lluvia resultan más propensos a la degradación química que otros tipos de rocas menos afectables por la lluvia ácida. Las fuerzas erosivas del viento, los glaciares, los ríos, las olas y las corrientes del mar son agentes esencialmente destructores, pero pueden ejercer también un efecto constructivo. La meteori zación física . Es causada por procesos físicos, se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y periglaciares. Es que los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día y la noche y la ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes periglaciares las temperaturas varían por encima y por debajo del punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional. La meteorización química. Causa la disgregación de las rocas y se da cuando los minerales reaccionan con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior. En general los minerales son más susceptibles a esta meteorización cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra. FACTORES DEL INTEMPERISMO FISICO O MECANICO Los factores del intemperismo mecánico son: insolación, gelivación, palpitación, exfoliación, acción de las raíces y crecimiento cristalino. El suelo es la capa que envuelve la corteza terrestreo, es la capa que está formada por una mezcla de compuestos orgánicos, material mineral, aire y agua, y que además de dar soporte para el crecimiento de las plantas, suministra elementos nutritivos para las mismas. A medida que la roca se altera de esa manera en profundidad, se da una sucesión de Un suelo observado y definido en un momento dado es el resultado de todos los procesos que han transformado el material original, es decir, la roca que antes había donde hoy se halla el suelo. El horizonte A. Es la capa más superficial, fácilmente reconocible por su color oscuro debido a que es la más rica en materia orgánica. Su espesor es variable y depende del grado de erosión y del clima predominante. El horizonte B. Es la capa que se encuentra inmediatamente debajo de la capa A; es de un color más claro y de un espesor variable, dependiendo del grado de desarrollo del perfil. Se puede considerar esta capa como de transición. Normalmente con tiene más arcilla y óxidos de hierro que los estratos A y C. El material lixiviado se acumula en este horizonte y genera problemas de actividad en los suelos, lo que lo constituye en un problema como estructura de fundación. La materia orgánica. Es el conjunto de los productos de origen biológico del suelo que en unos cuantos años y bajo climas medios, evoluciona químicamente a humus. Acto seguido el humus se mineraliza lentamente descomponiéndose el 1% de su masa cada año en compuestos químicos simples como el CO 2 y el NH4. Así, el humus es una fuente de nitrógeno por lo que resulta de utilidad conocer la cantidad total de humus de un suelo y la relación carbono/nitrógeno del humus. El humus y la arcilla del suelo, son coloides electronegativos. El pH del suelo aporta una información de suma importancia en diversos ámbitos de la edafología. Uno de los más importantes deriva del hecho de que las plantas tan solo pueden absorber los minerales disueltos en el agua, mientras que la variación del pH modifica el grado de solubilidad de los minerales. Por ejemplo, el aluminio y el manganeso son más solubles en el agua edáfica a un pH bajo, y cuando tal hecho ocurre, pueden ser absorbidos por las raíces, siendo tóxicos a ciertas concentraciones. Por el contrario, determinadas sales minerales que son esenciales para el desarrollo de las plantas, tal como el fosfato de calcio, son menos solubles a un pH alto, lo que tiene como resultado que bajo tales condiciones sean menos disponibles con vistas a ser absorbidos y nutrir las plantas. Obviamente en la naturaleza, existen especies vegetales adaptadas a ambientes extremadamente ácidos y básicos. Empero las producciones agropecuarias suelen basarse en cultivares que soportan ambientes iónicos de las soluciones del suelo menos extremos. En la práctica, resulta infrecuente encontrar suelos con pH inferiores a 3,5 o superiores a 10. En este post, destinado a los estudiantes, relataremos algunos aspectos básicos sobre la importancia que atesora este indicador del estado del medio edáfico.

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