universidad nacional autonoma de nicaragua-leon
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA-LEON
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO
COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y
MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
TESIS PARA OPTAR AL TITULO DE LICENCIADO EN QUIMICA
Presentado por
Br MILTON FELIX MORALES CRUZ
TUTORES MSc Manuel Santiago Peacuterez Pasos
MSc Zandra Lorena Jiroacuten Aguilar
Lic Haylell Emilio Escoto Loacutepez
Leoacuten Nicaragua
Agosto de 2007
DEDICATORIA
Esta tesis es dedicada con mucho carintildeo a mis padres los que me han ayudado
con gran sacrificio y han pagado todo mi estudio quienes son y seraacuten el motivo
de toda mi inspiracioacuten aacutenimo valor y fuerza
A mi mamita que la quiero con mucho carintildeo Sra JUANA LEONARDA
CRUZ MARTINEZ y a mi papito Sr MANUEL DE JESUS MORALES
TELLEZ
A ellos los que han compartido junto a miacute los momentos maacutes difiacuteciles que me
han ocurrido sin duda ahora ellos comparten junto a mi la felicidad de haber
concluido esta tesis
ii
AGRADECIMIENTOS
A Dios nuestro Sentildeor por haber llevado a feliz teacutermino mi carrera
Agradezco de manera muy especial a mis Tutores y Maestros MSc Manuel
Santiago Peacuterez Pasos y la MSc Zandra Lorena Jiroacuten Aguilar que son
personas de gran capacidad y eficiencia de quienes estoy muy agradecido por
su valiosa ayuda sin la que no hubiera sido posible la buena conclusioacuten de esta
tesis
De manera muy sincera agradezco al Lic Emilio Escoto Loacutepez y a la Lic
Claudia Alvarado por el apoyo de ambos concedida en el Laboratorio para la
realizacioacuten de esta tesis asiacute como por sus amistades
Agradezco al Lic Fabio Pallavicini por su amistad y asesoriacutea general
Agradezco al Maacutester Rafael Espinoza M por su valiosa asesoriacutea en los temas
del anaacutelisis estadiacutestico
Agradezco de manera general a todos los profesores quienes a lo largo de mi
carrera contribuyeron a forjarme A mis compantildeeros de clase quienes me
brindaron su amistad y me animaron siempre a seguir adelante
iii
INDICE Paacutegina
Resumen 1
Introduccioacuten 2
Objetivos 3
1 Marco Teoacuterico 4
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas 4
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas 6
12 Calcio 8
121 Papel del Calcio en las Plantas 8
122 Siacutentomas de Deficiencia de Calcio en las Plantas 8
123 Calcio en el Suelo 9
124 Fuentes de Calcio 9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza 10
13 Magnesio 11
131 Papel del Magnesio en las Plantas 11
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas 11
133 Magnesio en el Suelo 12
134 Fuentes de Magnesio 13
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza 14
14 Muestreo 15
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo 15
151 Contenido de Humedad 16
152 Densidad 16
153 Textura 16
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo 17
161 Medicioacuten de pH 18
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 19
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo 19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten Extractarte 19
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y Magnesio 20
17 Principios del Meacutetodo Complejomeacutetrico 20
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos 23
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten 23
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica 27
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica 28
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo 29
191 Criterios Primarios 29
192 Criterios Secundarios 29
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados 30
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo 31
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos 32
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar 33
1104 Liacutemites de Confianza de la Media 33
1105 La prueba de Levineacutes 34
1106 La prueba T 34
2 Parte Experimental 36
21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos 36
22 Preparacioacuten de las Soluciones 37
23 Reactivos 38
24 Limpieza de Cristaleriacutea 39
25 Muestreo 39
26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo 40
261 Contenido de Humedad 40
262 Densidad 40
263 Textura 40
27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 42
271 Medicioacuten de pH 42
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 42
273 Determinacioacuten de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 42
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro 42
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 43
v
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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62
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
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- RESUMEN
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- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
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- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
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- 2pdf
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- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
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- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
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- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
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- 2 Parte Experimental
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- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
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- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
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- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
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- 4pdf
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- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
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- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
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- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
DEDICATORIA
Esta tesis es dedicada con mucho carintildeo a mis padres los que me han ayudado
con gran sacrificio y han pagado todo mi estudio quienes son y seraacuten el motivo
de toda mi inspiracioacuten aacutenimo valor y fuerza
A mi mamita que la quiero con mucho carintildeo Sra JUANA LEONARDA
CRUZ MARTINEZ y a mi papito Sr MANUEL DE JESUS MORALES
TELLEZ
A ellos los que han compartido junto a miacute los momentos maacutes difiacuteciles que me
han ocurrido sin duda ahora ellos comparten junto a mi la felicidad de haber
concluido esta tesis
ii
AGRADECIMIENTOS
A Dios nuestro Sentildeor por haber llevado a feliz teacutermino mi carrera
Agradezco de manera muy especial a mis Tutores y Maestros MSc Manuel
Santiago Peacuterez Pasos y la MSc Zandra Lorena Jiroacuten Aguilar que son
personas de gran capacidad y eficiencia de quienes estoy muy agradecido por
su valiosa ayuda sin la que no hubiera sido posible la buena conclusioacuten de esta
tesis
De manera muy sincera agradezco al Lic Emilio Escoto Loacutepez y a la Lic
Claudia Alvarado por el apoyo de ambos concedida en el Laboratorio para la
realizacioacuten de esta tesis asiacute como por sus amistades
Agradezco al Lic Fabio Pallavicini por su amistad y asesoriacutea general
Agradezco al Maacutester Rafael Espinoza M por su valiosa asesoriacutea en los temas
del anaacutelisis estadiacutestico
Agradezco de manera general a todos los profesores quienes a lo largo de mi
carrera contribuyeron a forjarme A mis compantildeeros de clase quienes me
brindaron su amistad y me animaron siempre a seguir adelante
iii
INDICE Paacutegina
Resumen 1
Introduccioacuten 2
Objetivos 3
1 Marco Teoacuterico 4
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas 4
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas 6
12 Calcio 8
121 Papel del Calcio en las Plantas 8
122 Siacutentomas de Deficiencia de Calcio en las Plantas 8
123 Calcio en el Suelo 9
124 Fuentes de Calcio 9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza 10
13 Magnesio 11
131 Papel del Magnesio en las Plantas 11
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas 11
133 Magnesio en el Suelo 12
134 Fuentes de Magnesio 13
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza 14
14 Muestreo 15
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo 15
151 Contenido de Humedad 16
152 Densidad 16
153 Textura 16
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo 17
161 Medicioacuten de pH 18
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 19
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo 19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten Extractarte 19
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y Magnesio 20
17 Principios del Meacutetodo Complejomeacutetrico 20
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos 23
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten 23
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica 27
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica 28
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo 29
191 Criterios Primarios 29
192 Criterios Secundarios 29
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados 30
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo 31
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos 32
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar 33
1104 Liacutemites de Confianza de la Media 33
1105 La prueba de Levineacutes 34
1106 La prueba T 34
2 Parte Experimental 36
21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos 36
22 Preparacioacuten de las Soluciones 37
23 Reactivos 38
24 Limpieza de Cristaleriacutea 39
25 Muestreo 39
26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo 40
261 Contenido de Humedad 40
262 Densidad 40
263 Textura 40
27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 42
271 Medicioacuten de pH 42
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 42
273 Determinacioacuten de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 42
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro 42
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 43
v
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
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otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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62
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
AGRADECIMIENTOS
A Dios nuestro Sentildeor por haber llevado a feliz teacutermino mi carrera
Agradezco de manera muy especial a mis Tutores y Maestros MSc Manuel
Santiago Peacuterez Pasos y la MSc Zandra Lorena Jiroacuten Aguilar que son
personas de gran capacidad y eficiencia de quienes estoy muy agradecido por
su valiosa ayuda sin la que no hubiera sido posible la buena conclusioacuten de esta
tesis
De manera muy sincera agradezco al Lic Emilio Escoto Loacutepez y a la Lic
Claudia Alvarado por el apoyo de ambos concedida en el Laboratorio para la
realizacioacuten de esta tesis asiacute como por sus amistades
Agradezco al Lic Fabio Pallavicini por su amistad y asesoriacutea general
Agradezco al Maacutester Rafael Espinoza M por su valiosa asesoriacutea en los temas
del anaacutelisis estadiacutestico
Agradezco de manera general a todos los profesores quienes a lo largo de mi
carrera contribuyeron a forjarme A mis compantildeeros de clase quienes me
brindaron su amistad y me animaron siempre a seguir adelante
iii
INDICE Paacutegina
Resumen 1
Introduccioacuten 2
Objetivos 3
1 Marco Teoacuterico 4
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas 4
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas 6
12 Calcio 8
121 Papel del Calcio en las Plantas 8
122 Siacutentomas de Deficiencia de Calcio en las Plantas 8
123 Calcio en el Suelo 9
124 Fuentes de Calcio 9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza 10
13 Magnesio 11
131 Papel del Magnesio en las Plantas 11
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas 11
133 Magnesio en el Suelo 12
134 Fuentes de Magnesio 13
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza 14
14 Muestreo 15
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo 15
151 Contenido de Humedad 16
152 Densidad 16
153 Textura 16
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo 17
161 Medicioacuten de pH 18
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 19
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo 19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten Extractarte 19
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y Magnesio 20
17 Principios del Meacutetodo Complejomeacutetrico 20
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos 23
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten 23
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica 27
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica 28
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo 29
191 Criterios Primarios 29
192 Criterios Secundarios 29
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados 30
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo 31
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos 32
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar 33
1104 Liacutemites de Confianza de la Media 33
1105 La prueba de Levineacutes 34
1106 La prueba T 34
2 Parte Experimental 36
21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos 36
22 Preparacioacuten de las Soluciones 37
23 Reactivos 38
24 Limpieza de Cristaleriacutea 39
25 Muestreo 39
26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo 40
261 Contenido de Humedad 40
262 Densidad 40
263 Textura 40
27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 42
271 Medicioacuten de pH 42
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 42
273 Determinacioacuten de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 42
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro 42
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 43
v
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
INDICE Paacutegina
Resumen 1
Introduccioacuten 2
Objetivos 3
1 Marco Teoacuterico 4
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas 4
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas 6
12 Calcio 8
121 Papel del Calcio en las Plantas 8
122 Siacutentomas de Deficiencia de Calcio en las Plantas 8
123 Calcio en el Suelo 9
124 Fuentes de Calcio 9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza 10
13 Magnesio 11
131 Papel del Magnesio en las Plantas 11
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas 11
133 Magnesio en el Suelo 12
134 Fuentes de Magnesio 13
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza 14
14 Muestreo 15
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo 15
151 Contenido de Humedad 16
152 Densidad 16
153 Textura 16
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo 17
161 Medicioacuten de pH 18
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 19
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo 19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten Extractarte 19
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y Magnesio 20
17 Principios del Meacutetodo Complejomeacutetrico 20
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos 23
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten 23
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica 27
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica 28
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo 29
191 Criterios Primarios 29
192 Criterios Secundarios 29
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados 30
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo 31
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos 32
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar 33
1104 Liacutemites de Confianza de la Media 33
1105 La prueba de Levineacutes 34
1106 La prueba T 34
2 Parte Experimental 36
21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos 36
22 Preparacioacuten de las Soluciones 37
23 Reactivos 38
24 Limpieza de Cristaleriacutea 39
25 Muestreo 39
26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo 40
261 Contenido de Humedad 40
262 Densidad 40
263 Textura 40
27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 42
271 Medicioacuten de pH 42
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 42
273 Determinacioacuten de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 42
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro 42
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 43
v
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
17 Principios del Meacutetodo Complejomeacutetrico 20
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos 23
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten 23
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica 27
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica 28
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo 29
191 Criterios Primarios 29
192 Criterios Secundarios 29
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados 30
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo 31
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos 32
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar 33
1104 Liacutemites de Confianza de la Media 33
1105 La prueba de Levineacutes 34
1106 La prueba T 34
2 Parte Experimental 36
21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos 36
22 Preparacioacuten de las Soluciones 37
23 Reactivos 38
24 Limpieza de Cristaleriacutea 39
25 Muestreo 39
26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo 40
261 Contenido de Humedad 40
262 Densidad 40
263 Textura 40
27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 42
271 Medicioacuten de pH 42
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 42
273 Determinacioacuten de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 42
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro 42
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 43
v
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
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Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
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pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
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d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
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otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejomeacutetrico 44
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 45
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 46
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 47
2710 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y Magnesio
por el Meacutetodo Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica 49
3 Resultados 50
31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo 50
311 Humedad 50
312 Densidad 50
313 Textura 51
32 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo 53
321 Medicioacuten de pH 53
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica 53
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico 54
3231 Conversioacuten de Unidades de meq Ca2+100g suelo a
mgCaO100g suelo 55
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejomeacutetrico 57
3241 Conversioacuten de Unidades de meqMg2+100g suelo a
mgMgO100g suelo 59
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica 61
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo
PEAA-700 62
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo
PEAA-700 63
vi
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo
y de mgMg2+L a mgMgO100g suelo 64
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Calcio en la Muestra de Anaacutelisis 66
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten
de Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis 69
4 Anaacutelisis de los Resultados 72
5 Conclusiones 73
6 Recomendaciones 74
7 Bibliografiacutea 75
8 Glosario 77
9 Anexos 81
vii
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
RESUMEN
En el presente trabajo se empleoacute el Meacutetodo de Titulacioacuten Complejomeacutetrico para la
determinacioacuten de los cationes intercambiables Ca2+ y Mg2+ contenidos en una muestra de suelo
La metodologiacutea consiste en ligar selectivamente los cationes de Ca2+ y Mg2+ disponibles en
la solucioacuten de suelo Para ello se ejecutoacute primero su extraccioacuten con solucioacuten de Acetato Amonio
1M pH 700 y luego se establecieron las condiciones oacuteptimas especiacuteficas para cada
determinacioacuten En el anaacutelisis de Ca2+ se empleoacute Murexida como indicador y para la cuantificacioacuten
total de Ca2++Mg2+ se utilizoacute Negro Eriocromo T para la formacioacuten de los complejos Murexida
(EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) En ambos casos se procedioacute a titular con solucioacuten de EDTA
pero en diferentes condiciones de pH Finalmente el contenido de Mg2+ presente en la muestra se
determinoacute indirectamente
Al mismo tiempo se llevaron a cabo ensayos cuantitativos de Ca2+ y Mg2+ en un
Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica bajo las mismas condiciones (tamantildeo de muestra volumen
de extractante agregado y tiempo de agitacioacuten) cuyos resultados fueron utilizados como datos de
referencia
Con las pruebas de Levenacutes y t del programa SPSS versioacuten 140 se compararon
estadiacutesticamente los valores emitidos por ambos meacutetodos y se demostroacute que no existe diferencia
significativa entre los resultados
Tambieacuten se realizaron algunos anaacutelisis complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica
Densidad Aparente Textura Humedad) que corroboran los resultados obtenidos por ambos
meacutetodos
El muestreo se realizoacute en una parcela del Campus Agropecuario de la UNAN-Leoacuten con un
aacuterea de aproximadamente 2 manzanas en la cual se tomaron 10 submuestras cada una de ellas a
30 cm de profundidad y luego de homogenizarlas se tomoacute la muestra compuesta para este estudio
1
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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62
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
INTRODUCCIOacuteN
El suelo se compone de minerales soacutelidos y disueltos en agua gases secreciones de
organismos vivos y residuos de organismos muertos La velocidad con la que ocurre el proceso de
descomposicioacuten depende primordialmente del clima la composicioacuten de la roca madre la
topografiacutea el tiempo y la actividad de las plantas los animales y los microorganismos A traveacutes
de esta actividad las substancias regresan a un estado inorgaacutenico original como minerales gases
agua y continuacutean en el ciclo ecoloacutegico una vez maacutes
Las praacutecticas de cultivo sin control y sin conocimiento ha sido subestimada por los
sistemas de produccioacuten convencional y su efecto ha traiacutedo como consecuencia suelos pobres y
enfermos que no son capaces de sostener un buen rendimiento por siacute mismos Por otro lado el
descanso y la rotacioacuten son muy importantes para mantener la salud del suelo
El Calcio y el Magnesio debido a su demanda por las plantas son clasificados como
Macronutrientes Secundarios y su falta o peacuterdida aumenta a medida que el agricultor los elimina
continuamente al segar sus cosechas antildeo tras antildeo y no es capaz de reintegrarlos nuevamente al
suelo La relacioacuten de CaMg disponibles debe ser mayor de 6 y he aquiacute la necesidad de realizar
anaacutelisis fisicoquiacutemicos para conocer su contenido y tomar las acciones pertinentes que ayuden a
conservar su equilibrio en el suelo
Asiacute que para hacer mejor uso de este preciado recurso natural y establecer si existe en eacutel la
cantidad suficiente de nutrimentos como para producir una germinacioacuten normal de las semillas un
desarrollo adecuado de las plantas y una mayor produccioacuten es fundamental realizar un anaacutelisis del
suelo antes y despueacutes de cada cosecha que prevenga no soacutelo la falta de fertilidad sino que incida
positivamente en el progreso y desarrollo de las fincas de nuestra regioacuten las cuales limitan la
productividad y el avance agropecuario
En Nicaragua no hay registros de este estudio que sirva de referencia por lo que se tomo
como referencia la publicacioacuten realizada en Colombia por el Instituto Colombiano Agropecuario
ICA sin tomar en cuenta que las condiciones de trabajo son diferentes
2
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
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otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
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analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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62
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
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- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
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- RESUMEN
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- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
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- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
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- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
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- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
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- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
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- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
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- 2 Parte Experimental
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- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
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- 23 Reactivos
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- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
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- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
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- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
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- 25 Muestreo
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- 262 Densidad
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- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
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- 271 Medicioacuten de pH
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- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
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- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
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- 3 Resultados
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- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
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- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
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- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
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- Medicioacuten No
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- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
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- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
bull Comprobar si el Meacutetodo Complejomeacutetrico para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio es aplicable a extractos de suelo
OBJETIVOS ESPECIFICOS
bull Aplicar el Meacutetodo Complejomeacutetrico de Titulacioacuten con EDTA para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Calcio maacutes Magnesio en una
muestra de suelo
bull Aplicar el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica para las
Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio en la misma muestra de
suelo y utilizar estos resultados como de Referencia
bull Hacer uso de Pruebas Estadiacutesticas para comparar los resultados obtenidos en
las Determinaciones Cuantitativas de Calcio y Magnesio por ambos Meacutetodos
bull Realizar anaacutelisis fiacutesico-quiacutemicos complementarios (pH Conductividad Eleacutectrica Densidad Aparente Textura Humedad) para caracterizar la muestra de suelo
3
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
7 BIBLIOGRAFIacuteA
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62
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Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
1 MARCO TEORICO
11 Nutrientes Esenciales para las Plantas Las plantas para crecer necesitan de nutrientes en proporciones variables para completar su ciclo
de vida y para su nutricioacuten En las plantas se han encontrado unos 50 elementos pero soacutelo 16 han
sido determinados como Esenciales y se pueden clasificar como
Macro Nutrientes Primarios Nitroacutegeno (N) Foacutesforo (P) y Potasio (K)
Macro Nutrientes Secundarios Calcio (Ca) Magnesio (Mg) y Azufre (S)
Micro Nutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Cloro (Cl) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Cinc (Zn) Niacutequel
(Ni) y otros
Para que un suelo produzca adecuadamente un cultivo debe abastecer a la planta de los
nutrientes en cantidad necesaria y en un balance proporcional con los otros elementos En los
ambientes naturales las plantas se adaptan a las condiciones de nutrientes y las diversas
formaciones vegetales tienen que ver con la disponibilidad de los mismos
En cambio en la agricultura moderna se deben emplear teacutecnicas que aporten nutrientes
para garantizar buenas cosechas Las cosechas extraen nutrientes del suelo en forma variable
seguacuten los cultivos
Los nutrientes extraiacutedos deben ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento
o la peacuterdida de la fertilidad
Esta reposicioacuten se realiza mediante el aporte de abonos naturales (materia orgaacutenica) como
por ejemplo guano y fertilizantes quiacutemicos estos deben aplicarse seguacuten las necesidades de los
cultivos pues de otra manera surgen problemas de contaminacioacuten y degradacioacuten de los suelos
Cada tipo de nutriente ejerce una funcioacuten en la planta y su deficiencia es detectable a
veces a simple vista como lo describe la Tabla 1
4
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
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Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
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pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
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El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
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Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
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Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
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d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
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bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
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otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
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analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
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El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
Tabla 1 Funcioacuten de Algunos Nutrientes para las Plantas
Nitroacutegeno Da color verde oscuro a las plantas y favorece el desarrollo vegetativo y la suculencia Forma parte del protoplasma celular y constituye las proteiacutenas la clorofila los nucleoacutetidos los alcaloides las enzimas las hormonas y las vitaminas Es absorbido en forma de iones de Amonio y Nitrato Interactuacutea con el Foacutesforo Potasio y el Calcio
Foacutesforo Fomenta la formacioacuten de raiacuteces y estimula la floracioacuten y la formacioacuten de la semilla Forma parte de la ceacutelula de los nucleoacutetidos de las lecitinas y de las enzimas
Potasio Da resistencia a las enfermedades a las heladas y a la falta de agua Participa en la fotosiacutentesis en la produccioacuten de carbohidratos (azuacutecar almidoacuten) en el desarrollo de tubeacuterculos y raiacuteces en la siacutentesis y activacioacuten de proteiacutenas
Calcio Es componente de la pared celular y juega un rol importante en la estructura la permeabilidad de la membrana celular y en la selectividad de la absorcioacuten Es importante tambieacuten porque promueve la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y neutraliza los aacutecidos mejorando la estructura del suelo
Magnesio Es parte estructural de la clorofila Las plantas con deficiencia manifiestan clorosis o sea amarillamiento de las hojas Es activador de enzimas y favorece la formacioacuten de azuacutecares
Azufre Es parte de las proteiacutenas y de las enzimas Promueve la formacioacuten de noacutedulos en las raiacuteces de las leguminosas
Boro Tiene funcioacuten importante en la translocacioacuten de los azuacutecares y en el metabolismo de los carbohidratos
Cobre Participa en la regulacioacuten de la actividad respiratoria mediante la cataacutelisis de las enzimas oxidantes y de reduccioacuten
Cloro Es activador de la produccioacuten de oxiacutegeno en la fotosiacutentesis Hierro Participa en la fotosiacutentesis Manganeso Cuando es deficiente produce clorosis porque estaacute relacionado con los
procesos de fotosiacutentesis Molibdeno Estaacute asociado al metabolismo del Nitroacutegeno Cinc Participa en reacciones enzimaacuteticas
Calcio Magnesio y Azufre se denominan Nutrientes Secundarios pero esto no significa
que sean secundarios en importancia para el crecimiento de las plantas Estos elementos son tan
importantes para la nutricioacuten de las plantas como lo son los Nutrientes Primarios a pesar de que
las plantas los requieren en menores cantidades
Las deficiencias de los Nutrientes Secundarios como Calcio Magnesio y Azufre pueden
afectar el crecimiento de la planta tanto como lo hacen las deficiencias de los Nutrientes Primarios
oacute Esenciales tales como Nitroacutegeno Foacutesforo Potasio
5
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
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otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
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EacuteNFASIS EN SUELOS DE AMEacuteRICA LATINArdquo Servicio Editorial IICA Costa
Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
La fase soacutelida de la gran mayoriacutea de los suelos estaacute constituida principalmente por
sustancias inorgaacutenicas de diferentes composiciones quiacutemicas La Tabla 2 muestra una serie de
rocas muy importantes conteniendo mezclas de diferente composicioacuten porcentual de los nutrientes
Calcio y Magnesio en forma de CaO y MgO respectivamente
Tabla 2 Contenido Porcentual de Oxido de Ca y Oxido de Mg en Rocas
Rocas CaO MgO Rocas iacutegneas aacutecidas 13 05 Rocas iacutegneas intermedias 65 38 Rocas iacutegneas baacutesicas 111 81 Rocas iacutegneas ultrabaacutesicas 35 340 Areniscas 40 15 Calizas 405 77 Lutitas 47 29
Como lo ilustra la Tabla 2 hay grandes diferencias entre las rocas listadas Asiacute seraacute muy
interesante saber cuaacutel de ellas estaacute presente cuando los suelos se derivan de materiales altos en
Calcio y Magnesio como las Rocas iacutegneas baacutesicas y las Calizas o cuando proceden de sustancias
bajas en Calcio y Magnesio como las Areniscas oacute Rocas iacutegneas (2)
111 El pH y su Efecto en el Desarrollo de las Plantas Los vegetales soacutelo pueden absorber a los minerales disueltos en la fraccioacuten liquida del
suelo y es importante saber que la variacioacuten del pH modifica el grado de solubilidad de los
minerales Por ejemplo el Aluminio y el Manganeso son maacutes solubles en el agua edaacutefica a un pH
bajo y al ser absorbidos por las raiacuteces a ciertas concentraciones ocurre una intoxicacioacuten
Determinadas sales minerales que son esenciales para el crecimiento vegetal como el
Fosfato de Calcio el que resulta ser menos soluble a un pH alto haciendo que esteacute menos
disponible para las plantas Tambieacuten el pH del suelo afecta al proceso de lixiviacioacuten de las
sustancias nutritivas para las plantas
Un suelo aacutecido tiene una capacidad menor de retencioacuten catioacutenica porque los iones
Hidroacutegeno desplazan a los cationes como el de Potasio y el de Magnesio
6
Esquema 1 Grado de Absorcioacuten de algunos Nutrientes seguacuten la Escala pH
En la escala pH se puede observar la forma en que el valor de pH facilita o
limita la absorcioacuten de nutrientes a traveacutes de las raiacuteces las zonas maacutes gruesas de
las bandas indican mayor absorcioacuten (3)
7
12 Calcio La corteza terrestre contiene aproximadamente 42 de Calcio (Ca2+) el que ocupando el
quinto lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza una fraccioacuten
considerable de Calcio total se encuentra en forma intercambiable y otra menos estudiada estaacute
unida a la fraccioacuten en forma orgaacutenica el catioacuten Ca2+ es el maacutes importante de los Macro Nutrientes
Secundarios en la solucioacuten de los suelos El Calcio es el catioacuten principal en el complejo de
cambio en general los suelos de regiones huacutemedas contienen menos Calcio que su roca madre
cuando el lavado es moderado este catioacuten no sale del perfil sino que se encuentra acumulado
como una capa de Carbonato de Calcio (CaCO3) El Calcio presente en la solucioacuten del suelo variacutea
entre 20 y 1500mgL en condiciones de clima templado los valores maacutes altos corresponden a los
suelos de regiones aacuteridas
121 Papel del Calcio en las Plantas
El Calcio es absorbido por las plantas en forma del catioacuten Ca2+ Una vez dentro de la
planta el Calcio funciona en varias formas incluyendo las siguientes
bull Estimula el desarrollo de las raiacuteces y de las hojas
bull Forma compuestos que son parte de las paredes celulares Esto fortalece la estructura de la
planta
bull Ayuda a reducir el contenido de Nitrato (NO3-) en la planta
bull Ayuda a activar varios sistemas de enzimas
bull Ayuda a neutralizar los aacutecidos orgaacutenicos en la planta
bull Influye indirectamente en el rendimiento al reducir la acidez del suelo (Carbonato de
Calcio) Esto reduce la solubilidad y toxicidad del Manganeso Cobre y Aluminio
bull Influye indirectamente en el rendimiento al mejorar las condiciones de crecimiento de las
raiacuteces y estimula la actividad microbiana la disponibilidad del Molibdeno y la absorcioacuten
de otros nutrientes
bull Es requerido en grandes cantidades por las bacterias fijadoras de Nitroacutegeno
122 Siacutentomas de la Deficiencia de Calcio en las Plantas
Un siacutentoma comuacuten de la deficiencia de Calcio es un pobre crecimiento de las raiacuteces que
con deficiencia de Calcio se tornan negras y se pudren Las hojas joacutevenes y otros tejidos nuevos
desarrollan siacutentomas debido a que el Calcio no se desplaza dentro de la planta Los tejidos nuevos
8
Material Composicioacuten Quiacutemica Contenido de Calcio () Calcita CaCO3 3200 Dolomita Ca Mg(CO3)2 2200 Escorias industriales CaO-P 2900 Yeso CaSO4middot2H2O 2200 Gredas (Ca Mg P) 2400 Cal hidratada Ca(OH)2 4600 Cal apagada Ca(OH)2 6000
Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
Tabla 3 Fuentes Comunes de Calcio
El Calcio puede ser suministrado por medio de varias fuentes naturales Si se considera
que la mayoriacutea de los suelos que tienen deficiencia de Calcio son aacutecidos un buen programa de
encalado puede incrementar el contenido de este nutriente en el suelo de una manera maacutes
eficiente La Calcita y la Dolomita son excelentes fuentes de Calcio El Yeso puede tambieacuten
suministrar Calcio cuando el pH del suelo sea lo suficientemente alto como para no necesitar cal
pero que al mismo tiempo sea deficiente en Calcio (este caso no se presenta comuacutenmente) Se
debe tener precaucioacuten cuando se usan fuentes de Calcio diferentes a la Calcita y a la Dolomita El
antildeadir grandes cantidades de Calcio y Magnesio a suelos con deficiencia de Potasio o el antildeadir
Calcio a suelos deficientes en Magnesio puede causar un desvalance nutricional y un pobre
crecimiento del cultivo Se deben suministrar todos los nutrientes necesarios para aliviar las
condiciones nutricionales que limitan el crecimiento del cultivo (2)
124 Fuentes de Calcio
La cantidad total de Calcio en el suelo fluctuacutea entre 01 hasta alrededor de 25 Los suelos
aacuteridos y calcaacutereos contienen los niveles maacutes altos de Calcio Los suelos viejos de los troacutepicos
contienen muy poco Calcio y tienen un valor de pH muy bajo Los suelos arcillosos contienen maacutes
Calcio que los suelos arenosos debido a que el Calcio existe como un catioacuten como Ca2+ este
nutriente al igual que los otros cationes estaacute gobernado por los fenoacutemenos del intercambio
cationico se mantiene adherido como Ca2+ y se torna intercambiable en la superficie de los
coloides cargados negativamente
123 Calcio en el Suelo
necesitan Calcio para la formacioacuten de sus paredes celulares por lo tanto la deficiencia de Calcio
causa que los filos de las hojas y que los puntos de crecimiento sean gelatinosos En casos
severos los puntos de crecimiento mueren
9
125 Ciclo del Calcio en la Naturaleza
12 9 13 10 14 8 4
3 2 11 15 1 16 4
3 6 5 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Calcio no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Calcio adsorbido intercambiable
Plantas
Animales
Calcio soluble
DINAMICA DEL SUELO
Materia orgaacutenica
Microorganismo 1 Adsorcioacuten 2 Resorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre
10
13 Magnesio La corteza terrestre contiene aproximadamente 195 de Magnesio (Mg2+) ocupando el
octavo oacute noveno lugar en la lista de los elementos maacutes abundantes en la naturaleza seguacuten
diferentes autores la mayor fraccioacuten del elemento se encuentra asociado con algunos minerales
primarios como la Auguita Ca(MgFeAl)(AlSi)2O6 y la Hornableda (CaNaK)2-3(MgFeAl5)
(SiAl)8O22(OH)2 y con otros secundarios como la Montmorillonita (AlFe2+Mg)4 entre los
silicatos se sabe que el Olivinito (MgFe)2SiO4 la Biotita (K(MgFe2+)3(SiAl)O10(OH)2) los
Piroxenos (Ca2Mg2Si4O12) y los Anfiacuteboles (CaNaK)2-3(MgFeAl5)(SiAl)8O22(OH)2 muestran
contenidos altos de Magnesio una proporcioacuten apreciable del Magnesio en los suelos se
encuentran en el complejo de cambio
131 Papel del Magnesio en las Plantas
El Magnesio es absorbido por las plantas como catioacuten Mg2+ Una vez dentro de la planta
el Mg2+ cumple muchas funciones como
1 El Magnesio es el aacutetomo central de la moleacutecula de la clorofila por lo tanto estaacute involucrado
activamente en la fotosiacutentesis
2 El Magnesio y el Nitroacutegeno son los uacutenicos nutrientes provenientes del suelo que son parte de la
clorofila y por esta razoacuten la mayoriacutea del Magnesio en las plantas se encuentra en este
compuesto
3 El Magnesio tambieacuten interviene en el metabolismo del Foacutesforo en la respiracioacuten y en la
activacioacuten de muchos sistemas enzimaacuteticos en las plantas
132 Siacutentomas de la Deficiencia de Magnesio en las Plantas
Los siacutentomas de deficiencia de Magnesio aparecen primero en las hojas inferiores (hojas
viejas) debido a que el Magnesio se desplaza dentro de la planta de tejido viejo a tejido joven
Las hojas presentan un color amarillento bronceado o rojizo mientras que las venas de las hojas
se mantienen verdes Un desvalance entre Calcio y Magnesio en los suelos de baja Capacidad de
Intercambio Catioacutenico (CIC) puede acentuar la deficiencia de Magnesio Cuando la relacioacuten Ca
Mg es muy alta en estos suelos las plantas absorben menos Magnesio esto puede ocurrir cuando
suelos relativamente bajos en Magnesio se encalan solamente con calcita por varios antildeos
consecutivos La deficiencia de Magnesio tambieacuten puede acentuarse con la aplicacioacuten de altas
dosis de Potasio o por una alta disponibilidad de Amonio (NH4+) en suelos con bajos niveles de
Magnesio
1
133 Magnesio en el Suelo El Mg2+ nativo del suelo proviene de la meteorizacioacuten de rocas que contienen minerales
biotita hornablenda (Ca Na K)2-3 (Mg Fe Al5) (SiAl)8O22(OH)2 Dolomita CaMg(CO3) y
clorita (en griego chloros quiere decir verde) cuya foacutermula general es
A Z O (OHO)4-6 4 10 2
A = Al3+ Fe2+ Fe3+ Mg2+ Mn2+ Ni2+ Zn2+
Z = Al3+ Fe3+
Muchos suelos contienen suficiente Magnesio para soportar el crecimiento vegetativo sin
embargo las deficiencias de Magnesio ocurren con maacutes frecuencia en suelos aacutecidos sujetos a alta
precipitacioacuten y en suelos arenosos Las deficiencias tambieacuten pueden desarrollarse en suelos
calcaacutereos donde el agua de irrigacioacuten tiene contenidos altos de bicarbonatos o en suelos soacutedicos
La relacioacuten entre Mg y K puede ser un factor importante bajo ciertas condiciones Por
ejemplo el fertilizar con Potasio reduce la absorcioacuten de Magnesio de los forrajes que se utilizan
en el pastoreo de ganado lo que resulta en bajas cantidades de Magnesio en la sangre de los
animales dando lugar al desorden conocido como tetania de los pastos La hipomagnesemia
(tetania de los pastos mal de los avenales) es un desorden metaboacutelico de los rumiantes que
ocurre en regiones templadas con clima friacuteo y huacutemedo en sistemas de produccioacuten que basan la
alimentacioacuten del ganado en el pasto
Los siacutentomas cliacutenicos observados son agresividad marcha tambaleante temblor
muscular convulsioacuten y muerte La deficiencia se produce por una combinacioacuten de factores falta
de aporte adecuado de magnesio al organismo exceso de requerimientos y una baja capacidad de
movilizacioacuten de las reservas por parte del animal
La baja temperatura y adecuada humedad en el suelo en presencia de cantidades
moderadas de Potasio resultan en una alta absorcioacuten de este nutriente en comparacioacuten con la
absorcioacuten de Magnesio lo que promueve la produccioacuten de forraje con tendencia a producir
tetania
2
134 Fuentes de Magnesio La fuente maacutes comuacuten de Magnesio es la Dolomita un excelente material que provee
Calcio y Magnesio al mismo tiempo que neutraliza la acidez del suelo La Tabla 4 presenta las
fuentes comunes con sus respectivos porcentajes de Magnesio
Las fuentes que contienen sulfato son maacutes solubles que la Dolomita y son la fuente
preferida de Magnesio en aquellos suelos donde se requiere una respuesta raacutepida del cultivo(2)
Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio Material Siacutembolo Contenido de Mg ()
Dolomita (Carbonato de Ca y Mg) CaCO3 -MgCO3 3-12 Oxido de Magnesio MgO 55-60 Escorias baacutesicas SiO2 300 Sulfato de Magnesio MgSO4 9-20 Sulfato de Potasio y Magnesio MgSO4 y K2SO4 1100 Cloruro de Magnesio MgCl2 750
Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
3
135 Ciclo del Magnesio en la Naturaleza
9
8 13 10 14 12 3 4 11 2 4 15 3 1 5
16 3 6 7 17
Roca Madre
Minerales
Riacuteos Mares y Oceacuteanos
Mg no intercambiable
Fertilizantes y enmiendas calizas
Mg adsorbido intercambiable
Plantas Animales
Mg soluble
Materia orgaacutenica
Microorganismos
DINAMICA DEL SUELO
1 Adsorcioacuten 2 Desorcioacuten 3 Degradacioacuten y Solubilidad lenta 4 Precipitacioacuten 5 Mineralizacioacuten 6 Siacutentesis 7 Restos 8 Absorcioacuten 9 Alimentacioacuten 10 Restos y Residuos 11 Restos 12 Fertilizacioacuten 13 Meteorizacioacuten 14 Degradacioacuten 15 Arrastre 16 Erosioacuten 17 Lixiviacioacuten
4
14 Muestreo
El tamantildeo de la superficie de un campo que deba ser representado por una sola muestra
queda determinado por el tamantildeo del aacuterea a la que el cultivador desee prestar atencioacuten por
separado en sus operaciones de explotacioacuten agriacutecola Generalmente en las granjas maacutes pequentildeas
se cultivan como unidades campo de 2 a 4 hectaacutereas el nuacutemero de muestras individuales
comprende entre 10 y 30 las que se mezclan y depositan en un recipiente para que esta sea la
unidad loacutegica para la toma de muestra anaacutelisis recomendaciones y tratamiento subsiguiente
Cuando las granjas son mayores las unidades de cultivo tambieacuten lo son con lo cual
crecen las unidades de toma de muestra con las limitaciones correspondientes a la determinacioacuten
de aacutereas naturales de toma de muestra creadas por las diferencias de relieve profundidad o
textura del suelo (4)
15 Anaacutelisis Fiacutesico para una Muestra de Suelo Las propiedades fiacutesicas son caracteriacutesticas del suelo que un agricultor puede ver o sentir
estas propiedades fiacutesicas pueden afectan principalmente el coacutemo se usan los suelos parar el
crecimiento de plantas oacute para otras actividades
Por ejemplo iquestEstaacute el suelo suelto para que las raiacuteces puedan crecer faacutecilmente a traveacutes de
eacutel iquestEstaacute la tierra apretada e impide el crecimiento de la raiacutez y la absorcioacuten de agua iquestCoacutemo
suministra bien la tierra al agua el aire y los nutrientes Un conocimiento de las propiedades
fiacutesicas puede ayudar a contestar estas preguntas
Los anaacutelisis fiacutesicos se realizan con el objetivo de conocer las caracteriacutesticas propias del
suelo los ensayos que se realizan son
1 Contenido de Humedad
2 Determinacioacuten de Textura (Meacutetodo Universal)
3 Determinacioacuten de la Densidad del Suelo
15
151 Contenido de Humedad La determinacioacuten del contenido de humedad es necesaria en casi todos los
estudios de laboratorio para reportar varias propiedades fiacutesicas y quiacutemicas
Tradicionalmente se acostumbra expresarla como la relacioacuten entre la masa de agua
presente en una muestra y la masa de muestra despueacutes de que se ha secado hasta peso
constante o como el volumen de agua presente en una unidad de volumen de muestra
Para la determinacioacuten de la humedad el agua debe ser removida y medida o la masa de
la muestra debe determinarse antes y despueacutes de removerla Normalmente se
acostumbra por definicioacuten secar la muestra hasta peso constante en un horno a
temperatura entre 100 y 110 degC El uso de voluacutemenes para determinar la humedad
requiere de una determinacioacuten correcta de la densidad aparente por lo que se
acostumbra hacerla en base a masa
152 Densidad La densidad aparente (Da) del suelo es la relacioacuten de la masa al volumen
macroscoacutepico ocupado por las partiacuteculas del suelo maacutes el espacio poroso La masa se
determina pesando la muestra desecada a 105 ordmC y el volumen de la muestra que se haya
tomado en el campo
153 Textura La propiedad fundamental de la tierra la que maacutes influencia tiene sobre otros
rasgos del suelo es la textura La textura del suelo determina la porcioacuten de tres tamantildeos
de partiacuteculas de suelo estas son arena (grande) limo (medio) y arcilla (pequentildeo) El
tamantildeo de las partiacuteculas del suelo influencia la capacidad de retencioacuten de agua y a la
aireacioacuten Para efectuar la determinacioacuten de textura la muestra debe ser disgregada ya
que el suelo presenta casi siempre un estado de agregacioacuten parcial de forma que varias
partiacuteculas estaacuten cementadas entre siacute formando otras de mayor diaacutemetro
Los principales agentes cementantes son la materia orgaacutenica y los Oacutexidos de
hierro y de aluminio Una vez eliminados los agentes cementantes las partiacuteculas de
arcilla pueden flocular de nuevo durante el anaacutelisis a no ser que se sustituyan los
cationes Calcio Magnesio e Hidroacutegeno del complejo de cambio por otros iones
16
monovalentes muy hidratados para que los cristales de arcilla posean cargas negativas
en sus planos y se repelan entre si
Los cristales de arcilla en el suelo suelen encontrarse rotos y es posible que en
el sitio de la rotura existan cargas positivas que se atraeriacutean con los cristales negativos y
floculariacutean las cargas positivas de los bordes deben ser cambiadas a negativas para
eliminar estas atracciones borde ndash a ndash cara y borde ndash a ndash borde
Esto se logra con el Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 1M El Hidroacutexido de Sodio
tiene dos objetivos aumenta las cargas negativas en los planos e invierte las cargas
negativas en los bordes Asiacute se obtienen partiacuteculas con fuerte carga negativa que se
repelen mutuamente y permanecen totalmente dispersas en la suspensioacuten En suelos
calizos el Hidroacutexido de Sodio Hexametafosfato Soacutedico Carbonato Soacutedico y Oxalato
Soacutedico son los reactivos apropiados en suelos aacutecidos con muchos iones hidroacutegeno en
el complejo de cambio es preferible el uso de Hidroacutexido Soacutedico (5)
16 Anaacutelisis Quiacutemico para una Muestra de Suelo El anaacutelisis quiacutemico del suelo se hace sobre una muestra homogeacutenea de suelo que
represente un continuo de suelo de un terreno Se toma aproximadamente de 10 a 20
kg de muestra se almacenan en bolsas apropiadas para enviar al laboratorio y se coloca
una etiqueta con toda la informacioacuten Inmediatamente entra la muestra al laboratorio se
le asigna su respectivo nuacutemero y comienza el proceso para las diferentes
determinaciones
a) Secado de las Muestras
Cuando el suelo se procesa en base a peso es necesario secar la muestra para poder
tomar la respectiva aliacutecuota Para tal efecto la muestra se extiende sobre un papel
limpio y seco en una capa delgada en un cuarto o estufa de secado exento de toda clase
de contaminacioacuten Se deja secar por 72 horas Se puede ayudar por medio de calor
suave pero esto puede distorsionar los resultados analiacuteticos
b) Tamizado
17
Con el fin de homogenizar las muestra una vez seca la muestra se muele con un rodillo
de madera y luego se pasa por un tamiz de 1-2 mm de diaacutemetro Posteriormente se
empaca en bolsas plaacutesticas y asiacute queda lista para el anaacutelisis agroquiacutemico Las muestras
Patroacuten se deben preparar de la misma forma para el Control de Calidad Analiacutetico Los
anaacutelisis quiacutemicos maacutes frecuentes son
1 pH
2 Conductividad
3 Materia Orgaacutenica Carboacuten Total y Humus
4 Humus
5 Determinacioacuten de Nitroacutegeno
6 Nitroacutegeno Total y Nitratos
7 Determinacioacuten de Foacutesforo Disponible o Asimilable
8 Determinacioacuten de los Cationes Cambiables Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio
(Mg) y Sodio (Na)
9 Determinacioacuten de la Capacidad de Intercambio Catioacutenico (CIC)
10 Determinacioacuten de Azufre
11 Determinacioacuten de los Micronutrientes Boro (B) Cobre (Cu) Hierro (Fe)
Manganeso (Mn) Molibdeno (Mo) Zinc (Z) Selenio (Se) disponible
12 Determinacioacuten de Aluminio
13 Determinacioacuten de Silicatos
161 Medicioacuten de pH Medicioacuten de pH es tambieacuten conocida como Reaccioacuten del Suelo y se refiere a las
reacciones de acidez y basicidad del mismo se trata de una propiedad que influye tanto
en sus caracteriacutesticas quiacutemicas como fiacutesicas ademaacutes de tener considerable impacto
sobre la vida microbiana de este medio Entre los procesos de gran importancia
regulados por la reaccioacuten del suelo se pueden indicar la meteorizacioacuten de minerales y la
formacioacuten de arcillas la descomposicioacuten de la materia orgaacutenica y la disponibilidad
mayor o menor de muchos nutrientes
El exceso de nutrientes puede llevar a fenoacutemenos de toxicidad en las plantas las
condiciones para que ocurran tales excesos pueden ser causadas por reacciones
fuertemente aacutecidas de suelo La acidez del suelo depende del contenido de hidroacutegeno
18
ionizable de la presencia de Aluminio en diferentes formas disociables y en grado
menor de los iones de Manganeso y Hierro todos los anteriores en equilibrio con la
solucioacuten del suelo donde ocurren variadas reacciones de hidroacutelisis (6)
162 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica El agua es un conductor muy pobre de la electricidad pero cuando tiene sales
disueltas puede conducirla en proporcioacuten directa a la cantidad de sales presentes Por
esta razoacuten la conductividad eleacutectrica del extracto de saturacioacuten es un indicador muy uacutetil
de la salinidad del suelo Puesto que la mayoriacutea de los extractos de suelo y aguas de
riego tienen CE menores de 1mhocm se usa entonces otra subunidad el mmhocm oacute
tambieacuten el micromhocm (1 mhocm = mmhocm x 103 = micromhocm x 106) la cual permite
expresar la CE de una manera maacutes conveniente y praacutectica en la mayoriacutea de los casos
Actualmente para estar de acuerdo con el Sistema Internacional de Unidades
(SI) se ha adoptado como unidad para expresar la CE los decisiemens por metro
(dSm) Un mmhocm es igual 1dSm (1 Sm = mhocm) La CE de las soluciones
acuosas salinas aumenta a medida que aumenta la temperatura (aproximadamente 2
por cada ordmC) por lo cual es necesario hacer referencia a una temperatura patroacuten de 25
ordmC mediante factores de correccioacuten Algunos instrumentos automaacuteticamente hacen la
compensacioacuten por temperatura y dan una temperatura corregida (6)
163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo El manejo de muestras de suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos
para su desecacioacuten molienda tamizado mezclado particioacuten y conservacioacuten Se
recomienda que cuando extractos de dos oacute maacutes muestras estaacuten siendo ensayadas bajo
similares procedimiento se usan pipetas separadas para cada extracto de otra manera se
produciraacuten pruebas de falsos resultados para cada muestra se etiquetan los frascos de la
siguiente manera
bull Lugar de captacioacuten
bull Fecha
bull pH
19
1631 Acetato de Amonio Normal y Neutro como Solucioacuten
Extractante Los cationes Ca2+ Mg2+ K+ y Na+ conocidos como bases del suelo representan
especialmente en suelos no alicos ni excesivamente lavados la fraccioacuten dominante del
total de cationes adsorbidos por los coloides del suelo presentes en la solucioacuten del
mismo
Para fines de diagnoacutestico de fertilidad de suelos la disponibilidad de estos
cationes se determina extrayendo su fraccioacuten cambiable con una sal neutra
Praacutecticamente se ha Universalizado el uso del acetato de amonio normal y neutro para
extraer la fraccioacuten disponible de estos elementos
Seguacuten lo demuestra la literatura (El Anaacutelisis de Suelos Plantas y Agua para
Riego Manual de Asistencia Teacutecnica No 47 Bogotaacute-Colombia Octubre 1989) el uso
de esta solucioacuten ofrece un buen margen de seguridad y de eficiencia para el caso de
suelos tropicales El principio del meacutetodo consiste en mezclar el suelo con una solucioacuten
saturada de Acetato de Amonio con ayuda de agitacioacuten fuerte el ioacuten NH4+ desplaza de
las posiciones de intercambio a los cationes retenidos por las cargas negativas del
complejo coloidal Estos son posteriormente cuantificados en el extracto mediante
Espectrometriacutea de Adsorcioacuten Atoacutemica oacute de Emisioacuten para los cuatro elementos en
referencia y ademaacutes por Complejometriacutea para Ca y Mg (7)
164 Meacutetodos de Anaacutelisis para las Determinaciones de Calcio y
Magnesio El Meacutetodo de anaacutelisis para la determinacioacuten de Calcio y Magnesio por
Titulacioacuten Complejomeacutetrica comprende un grupo grande y poderoso de procedimientos
cuantitativos que se basan en las mediciones de la cantidad de un reactivo de
concentracioacuten conocida que se consume por el analito Los Meacutetodos por Titulacioacuten se
utilizan en muchos anaacutelisis de rutina porque son raacutepidos convenientes precisos y se
pueden automatizarse faacutecilmente En las Titulaciones Complejomeacutetricas la mayoriacutea de
los iones metaacutelicos reaccionan con donadores de pares de electrones formando
complejos oacute compuestos de coordinacioacuten La especie donadora llamada ligando debe
tener disponible al menos un par de electrones no compartidos para formar el enlace
20
17 Principios del Meacutetodo Complejometriacuteco Algunas aminas terciarias que tienen grupos de aacutecido carboxiacutelico forman
complejos muy estables con una variedad de iones metaacutelicos Estos compuestos se
conocen con el nombre de ldquoComplexonas o Veacutersenosrdquo La sal Soacutedica del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA) forma complejos que contiene grupos donadores de
electrones capaces de formar estructuras estables en forma de anillos en los cuales las
uniones del metal son covalentes o coordinadas covalentes
Figura 1 Estructura Quiacutemica de la Sal Disoacutedica Dihidratada del Aacutecido
Etilendiaminotetraceacutetico (EDTA)
En la formacioacuten entre EDTA y un ioacuten metaacutelico se intercambian siempre dos
iones de hidroacutegeno libre los cuales se pueden valorar alcalimeacutetricamente Sobre estas
reacciones se fundamentaron las primeras reacciones de algunos metales especialmente
las de Calcio y Magnesio El punto final de una titulacioacuten EDTA-Ioacuten Metaacutelico se
determina por medio de indicadores que son tambieacuten agentes quelantes los cuales
reaccionan en forma diferente en presencia o ausencia del metal Los indicadores
usados en Valoraciones Complejomeacutetricas deben reunir los siguientes requisitos
bull El color de la reaccioacuten debe ser especiacutefico sensitivo selectivo y sujeto al menor
nuacutemero posible de interferencias
bull El contraste de color entre el indicador libre y el indicador metaacutelico debe
distinguirse faacutecilmente
bull La reaccioacuten debe ser raacutepida para permitir la fijacioacuten del punto final
bull El complejo metal-indicador debe ser suficientemente estable para producir un
cambio brusco en el punto final pero menos estable que el complejo metaacutelico
con EDTA
21
Todos los requisitos anteriores deben cumplirse en el rango de pH para la
titulacioacuten Para la titulacioacuten de Calcio (Ca2+) los indicadores maacutes comuacutenmente usados
son el Murexida y la Calceiacutena
Figura 2 Estructura Quiacutemica del Indicador Calceiacutena
Figura 3 Estructura Quiacutemica del Indicador Murexida
Murexida (H4In-) pK2 = 92 H3In-2 Violeta
pK3 = 109 H2In-3 Azul
El pH oacuteptimo para la titulacioacuten Calcio (Ca2+) debe ser aproximadamente 12 y se
obtiene con solucioacuten concentrada de NaOH Para la titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
se emplea el Indicador llamado Negro de Eriocromo T (NET)
Figura 4 Estructura Quiacutemica del Indicador Negro de Eriocromo T (NET)
NET (H2In-)
NET H3In H2In- Rojo Vino
22
pK2 = 63 HIn 2 Azul pK3 = 116 In-3 Anaranjado El pH requerido para la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio es entre 9 y 12 y se obtiene con
solucioacuten buffer Para el punto final de la titulacioacuten Calcio maacutes Magnesio con el
Indicador Negro Eriocromo T es necesario asegurar la presencia de Magnesio (Mg2+)
por lo tanto debe agregarse al EDTA una pequentildea cantidad de Cloruro de Magnesio
Por otro lado para eliminar interferencias en la titulacioacuten con EDTA causada por hierro
y otros metales pesados se adiciona Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
(C5H10NNaS2bull3H2O) el cual forma un complejo con los metales pesados presentes
en la muestra este reactivo se debe adicionar antes de alcalinizar la solucioacuten y su
concentracioacuten no debe ser mayor del 01 (7) (8)
Figura 5 Estructura Quiacutemica de Ditiocarbamato de Sodio Trihidratado
171 Aspectos Generales de los Meacutetodos Volumeacutetricos Una solucioacuten patroacuten (o titulante patroacuten) es un reactivo de concentracioacuten
conocida con el que se lleva a cabo un anaacutelisis por titulacioacuten La titulacioacuten se realiza
antildeadiendo de una bureta u otro artefacto automatizado que entrega liacutequido una
solucioacuten patroacuten a la solucioacuten del analito hasta que la reaccioacuten se complete El volumen
de reactivo requerido para completar la titulacioacuten se determina por diferencia entre las
lecturas iniciales y finales Durante una titulacioacuten el punto de equivalencia se alcanza
cuando la cantidad de titulante antildeadido es quiacutemicamente equivalente a la cantidad del
analito en la muestra A veces es necesario antildeadir un exceso de solucioacuten patroacuten y
despueacutes valorar el exceso por retrotitulacioacuten con un segundo reactivo patroacuten En este
caso el punto de equivalencia corresponde al punto en el que la cantidad de titulante
inicial es quiacutemicamente equivalente a la cantidad de analito maacutes la cantidad del titulante
antildeadido en la retrotitulacioacuten
172 Puntos de Equivalencias y Puntos Finales de Titulacioacuten
23
El punto de equivalencia de una titulacioacuten es un valor teoacuterico que no se puede
determinar experimentalmente Solo se puede estimar su posicioacuten observando alguacuten
cambio fiacutesico asociado a la condicioacuten de equivalencia Este cambio se llama Punto
Final de la Titulacioacuten Nunca estaraacute de maacutes buscar que sea miacutenima la diferencia de
volumen oacute de masa entre el punto de equivalencia y el punto final esta diferencia se
corresponde con el error de titulacioacuten En una titulacioacuten es muy comuacuten antildeadir un
indicador a la solucioacuten del analito para obtener un cambio fiacutesico apreciable (el punto
final) en oacute cerca del punto de equivalencia los cambios maacutes grandes en la
concentracioacuten relativa del analito o del titulante se dan precisamente en la zona del
punto de equivalencia
Estos cambios de concentracioacuten son los que hacen que cambie la forma quiacutemica
del indicador siendo los maacutes tiacutepicos la aparicioacuten oacute desaparicioacuten de un color oacute la
aparicioacuten oacute desaparicioacuten de turbidez Para detectar los puntos finales tambieacuten se utilizan
instrumentos que responden a los cambios de ciertas propiedades de la solucioacuten durante
una titulacioacuten Los instrumentos maacutes utilizados para este fin son los Coloriacutemetros
Turbidiacutemetros Instrumentos que miden Temperaturas Voltiacutemetros Amperiacutemetros
Conductiacutemetros y Potencioacutemetros Un Patroacuten Primario es un compuesto de alta pureza
que sirve de referencia en todos los Meacutetodos Volumeacutetricos y Gravimeacutetricos La
exactitud de un meacutetodo depende criacuteticamente de las propiedades de este compuesto Los
requisitos maacutes importantes que debe cumplir un Patroacuten Primario son
bull Pureza elevada (se debe contar con meacutetodos establecidos para confirmar su
pureza)
bull Estabilidad atmosfeacuterica
bull Ausencia de agua de hidratacioacuten para que la composicioacuten del soacutelido no cambie
bull Que sea barato y se pueda conseguir faacutecilmente
bull Tener una solubilidad razonable en el medio de titulacioacuten
bull Tener una masa molar razonablemente grande para reducir al miacutenimo el error
relativo asociado a la operacioacuten de pesada
Muy pocos reactivos cumplen con estos criterios de ahiacute que el analista solo
tenga acceso a un miacutenimo limitado de Patrones Primarios Por esta razoacuten a veces es
necesario utilizar compuestos menos puros oacute Patrones Secundarios en lugar de un
24
Patroacuten Primario teniendo que determinar la pureza de ese patroacuten secundario mediante
anaacutelisis cuidadoso
En los meacutetodos de anaacutelisis por titilacioacuten las Soluciones Patroacuten ocupan un lugar muy
importante Por esta razoacuten es necesario tomar en cuenta las propiedades esperadas en
estas soluciones y saber coacutemo son preparadas y coacutemo se expresan sus concentraciones
Propiedades Esperadas en las Soluciones Patroacuten para un Anaacutelisis Volumeacutetrico deberaacuten
ser
bull Ser suficientemente estable de modo que solo sea necesario determinar una vez
su concentracioacuten
bull Reaccionar raacutepidamente con el analito con el fin de reducir al miacutenimo el tiempo
requerido entre las adiciones de reactivo
bull Reaccionar con el analito de manera completa para que se alcance
satisfactoriamente el punto final
bull Reaccionar de manera selectiva con el analito y que esta reaccioacuten pueda
describirse por una simple ecuacioacuten balanceada
Durante mucho tiempo han faltado meacutetodos adecuados para detectar los puntos finales
de las Valoraciones Complejomeacutetricas En la actualidad sin embargo se puede disponer
de una serie de meacutetodos unos visuales y otros instrumentales Se estudian a
continuacioacuten por separado los dos grupos de meacutetodos
I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la
deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de
indicadores como son
a) Indicadores Directos de Metales Los indicadores de metales son sustancias que
experimentan un marcado cambio de color cuando se produce una variacioacuten de la
concentracioacuten de un ioacuten metaacutelico libre en una solucioacuten Estos indicadores tienen
normalmente propiedades tiacutepicas de indicadores aacutecido-base El anioacuten del indicador es
una base capaz de donar uno oacute maacutes pares de electrones pudiendo por consiguiente
funcionar como un ligando Esta base puede reaccionar con un ioacuten hidroacutegeno oacute con un
ioacuten metaacutelico (oacute con otras especies electrofiacutelicas)
25
Los indicadores de metales pueden clasificarse en la base de su estructura
teniendo en cuenta la naturaleza del grupo cromoacuteforo responsable del color Lo que
deseamos poner de manifiesto son los principios generales a los que hay que atender
cuando se eligen indicadores adecuados La eleccioacuten ha de hacerse sobre la base de
datos de equilibrio conocido Planteada la cuestioacuten de forma parece conveniente dividir
a los indicadores en dos grupos Pertenecientes al primer grupo los colorantes con
propiedades de indicador aacutecido-base que normalmente son muy sensibles a bajas
concentraciones de iones metaacutelicos Los colorantes de Negro Eriocromo se les han
denominado indicadores ldquoMetalocroacutemicosrdquo son ejemplos de este grupo Al segundo
grupo pertenecen sustancias maacutes o menos incoloras que reaccionan con ciertos iones
metaacutelicos formando compuestos coloreados
b) Indicadores Incoloros de Metales Si el indicador de metales es incoloro la
determinacioacuten del punto final se basa en principios algo diferentes Puesto que el color
del indicador no complejado no interfiere es posible utilizar una concentracioacuten bastante
elevada del mismo La concentracioacuten apropiada del indicador depende de la Constante
de Estabilidad del Complejo Coloreado Metal-Indicador que se forma y de la intensidad
de color que el ojo humano es capaz de percibir Para la mayoriacutea de los indicadores
incoloros que por regla general son menos sensibles que los coloreados
c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es
posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El
ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el
Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados
satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es
demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el
complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
La razoacuten de este hecho es que el agente complejante reacciona con el Calcio
antes que con el Magnesio porque KCaY gt KMgY donde Y=EDTA pero el cambio de
color es pronunciado ya que KMgI gt KCaI El punto final de la valoracioacuten se detecta
indirectamente y el indicador funciona entonces como un indicador indirecto El empleo
de indicadores indirectos abre al anaacutelisis un nuevo campo cuyas posibilidades no
parecen haberse explotado todaviacutea completamente
26
d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros
tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten
complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos
pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos
metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente
reaccioacuten
H2Y2- + M2+ = MY2- + 2H+
No obstante el empleo de indicadores aacutecido-base presenta muchos
inconvenientes relativos sobre todo a la importante interferencia que producen las
sustancias tamponantes Quizaacutes resulta maacutes conveniente la valoracioacuten con una solucioacuten
de un agente complejante alcalino por ejemplo Na4Y despueacutes de alcanzar el punto de
equivalencia se produciraacute una marcada elevacioacuten del pH
Otra posibilidad consiste en el empleo de indicadores redox este meacutetodo es
practicable si el ioacuten metaacutelico que toma parte en la reaccioacuten de complejacioacuten es un
componente de un sistema redox En tal caso puede ser posible utilizar un indicador
redox que cambie de color en las proximidades del punto de equivalencia Sin embargo
este meacutetodo tiene sus limitaciones ya que solo puede aplicarse a sistemas especiales y
muchos de los indicadores reaccionan despacio
II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten
Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las
Valoraciones Complejomeacutetricas
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse con un alto grado de precisioacuten
Si se mide con suficiente exactitud el volumen del agente de valoracioacuten el error
relativo puede mantenerse considerablemente por debajo del 01 por 100
bull Las Valoraciones Fotomeacutetricas pueden realizarse tambieacuten con precisioacuten
satisfactoria en soluciones extremadamente diluidas (concentracioacuten lt 10-5 M)
bull Los complejos de baja estabilidad que originan una curva de valoracioacuten con una
pendiente que es demasiado pequentildea para deteccioacuten visual pueden valorarse
satisfactoriamente por fotometriacutea
bull Algunos indicadores inadecuados para valoraciones visuales pueden utilizarse
con eacutexito en Valoraciones Fotomeacutetricas
27
bull Por Fotometriacutea pueden incluso valorarse soluciones intensamente coloreadas y
turbias
Como tambieacuten pueden utilizarse luz fuera de la zona visible el campo de
aplicacioacuten de los Meacutetodos Fotomeacutetricos es muy amplio La importancia de las
Valoraciones Fotomeacutetricas se subestima generalmente ya que los Meacutetodos de Deteccioacuten
Fotomeacutetricos parecen ser especialmente adecuados para el Anaacutelisis Complejomeacutetrico
(9)
18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten
Atoacutemica Este meacutetodo permite llevar a cabo un anaacutelisis cualitativo y cuantitativo de entre
70 a 80 elementos Los liacutemites de deteccioacuten para muchos de estos elementos es de
menos de una parte por millones La Espectrometriacutea Atoacutemica puede estar basada en la
medicioacuten de absorcioacuten emisioacuten oacute fluorescencia La Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica (AA) es la que maacutes se utiliza de estas tres En este apartado se describiraacuten solo
las teacutecnicas maacutes importantes de la Espectrometriacutea Atoacutemica pero el lector puede
consultar otras referencias para tener una informacioacuten mas completa del tema
a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos
Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar
a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten
consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones
gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia
de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
b) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten en Llama El principio de
operacioacuten de la espectroacutemetro de AA consiste en la radiacioacuten del elemento que interesa
cuya fuente de luz suele ser una Laacutempara de Caacutetodo Hueco se dirige a traveacutes de la
flama que contiene el gas atoacutemico La solucioacuten del analito se nebuliza por medio de un
atomizador oacute nebulizador en finas gotitas y se lleva a la flama El disolvente de las gotas
se evapora de inmediato y las partiacuteculas de sal se descomponen en aacutetomos iones y
electrones Los aacutetomos de la muestra absorberaacuten la radiacioacuten que emita el mismo aacutetomo
en la Laacutempara de Caacutetodo Hueco con lo que se atenuacutea la energiacutea de la fuente Mediante
un monocromador se separa la liacutenea espectral del elemento que interesa de cualquier
28
otra radiacioacuten que venga de la fuente oacute de la flama La energiacutea radiante de la fuente se
transforma en corriente eleacutectrica mediante un tubo fotomultiplicador
c) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica con atomizacioacuten electroteacutermica La AA de
atomizacioacuten en horno oacute electroteacutermica requiere del mismo equipo salvo que se utiliza
un atomizador electroteacutermico en lugar de un quemador Se toman pequentildeos voluacutemenes
de muestra normalmente unos microlitros y se depositan en el horno Con un programa
de calentamiento progresivo se evapora el disolvente de la muestra la materia orgaacutenica
se reduce a cenizas oacute carboacuten finalmente se forma el vapor atoacutemico La EAA
electroteacutermica es de uno a dos oacuterdenes de magnitud maacutes sensible que la EAA en flama
181 Otros Tipos de Espectrometriacutea Atoacutemica
Ademaacutes de la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica las teacutecnicas de emisioacuten
atoacutemica y fluorescencia atoacutemica tambieacuten tienen aplicaciones analiacuteticas la que maacutes se
utiliza actualmente es la espectroscopia de Emisioacuten Atoacutemica (EA) Algunos meacutetodos de
EA emplean flama para los aacutetomos excitados los cuales emiten una radiacioacuten
caracteriacutestica cuando regresan a su estado fundamental En otros meacutetodos de EA se
emplean atomizadores maacutes potentes como los de Plasma Inductivamente Acoplados
(PIC) y los atomizadores de arco y de chispa A diferencia de la absorcioacuten atoacutemica la
emisioacuten atoacutemica se puede aplicar al anaacutelisis cualitativo Con este meacutetodo se puede
registrar espectros completos donde se identifican los elementos por las longitudes de
onda de las liacuteneas de emisioacuten En algunas eacutepocas la emisioacuten en flama se utilizoacute mucho
en los laboratorios cliacutenicos para determinar sodio y potasio Estas teacutecnicas han sido
remplazadas ahora por meacutetodos que utilizan electrodos selectivos para iones (10)
19 Criterios que Definen la Eficiencia de un Meacutetodo Los criterios de eficiencia pueden clasificarse en Primarios y Secundarios
191 Criterios Primarios a) La Precisioacuten Se definen como el grado de concordancia mutua entre los datos que
se han obtenidos de una misma forma La precisioacuten mide el error aleatorio oacute
indeterminado de un anaacutelisis
b) La Exactitud Puede definirse como la concordancia de una medicioacuten con el valor
verdadero conocido para la cantidad que se estaacute midiendo La exactitud mide el error
sistemaacutetico oacute determinado de un meacutetodo analiacutetico Para determinar la exactitud hay que
29
analizar uno oacute varios materiales de referencia cuyas concentraciones de analito se
conocen De acuerdo al criterio de los Meacutetodos Normalizados y IUPAC los liacutemites de
deteccioacuten se definen como
Liacutemite de Deteccioacuten del Meacutetodo (LDM) Se define a partir de la maacutes pequentildea
cantidad detectable por encima del ruido en un procedimiento y dentro de un liacutemite
declarado de aceptacioacuten Los liacutemites de aceptacioacuten se establecen de modo que las
probabilidades de que se presentan errores de Tipo I y de Tipo II sean razonablemente
pequentildeos
Error de Tipo I Tambieacuten denominado Error alfa es la probabilidad de determinar que
un componente esteacute presente cuando en realidad estaacute ausente
Error de Tipo II Tambieacuten denominado Error beta es la probabilidad de no detectar un
componente que en realidad estaacute presente
Los Criterios Secundarios influyen sobre los Criterios Primarios
192 Criterios Secundarios a) Linealidad Describe el comportamiento entre la respuesta y la concentracioacuten a
traveacutes del Modelo Lineal de Calibracioacuten Es un paraacutemetro que sirve para observar si el
modelo en estudio es lineal
b) Rango Representa el intervalo (niveles inferiores y superior de la concentracioacuten del
analito) en el cual la relacioacuten lineal u otro modelo de calibracioacuten utilizada es correcta
c) Liacutemite de Cuantificacioacuten (LDC) Concentracioacuten de componentes que producen una
sentildeal suficientemente mayor que el blanco Es la concentracioacuten tiacutepica que produce una
sentildeal diez veces la desviacioacuten estaacutendar de la sentildeal del blanco y se calcula por medio de
la ecuacioacuten
LDC = 10 LDM (11)
Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica (LCP) Si bien el LDC resulta de utilidad dentro
de un laboratorio es mayor la utilidad del Liacutemite de Cuantificacioacuten Praacutectica definido
como el nivel inferior registrable en los liacutemites especificados a lo largo de las
operaciones rutinarias de laboratorios El LCP tiene una especial importancia por
cuanto que laboratorios diferentes produciraacuten LDM distintos incluso si se utilizan
ideacutenticos procedimientos de anaacutelisis instrumentos y matrices de muestras
30
El LCP equivale aproximadamente cinco veces el LDM (LDM cong 5Sb) y representa un
liacutemite de deteccioacuten praacutectico alcanzable de forma rutinaria con una certeza relativamente
elevada de que los valores comunicados son fiables
d) Selectividad Es cuando el meacutetodo responde preferentemente a un determinado tipo
de especie siendo mucho menos o incluso nula la respuesta del meacutetodo a otra especie
tiene una sensibilidad alta para un tipo o grupo de analitos Este paraacutemetro asegura que
la sentildeal medida no es influenciada por otras sustancias presentes en la muestra y en caso
contrario garantiza la remocioacuten de las mismas
e) Sensibilidad Se define como la pendiente de una liacutenea de calibracioacuten y siempre
que la representacioacuten sea lineal puede ser medida en cualquier punto de ella
f) Robustez Mide en que extensioacuten un meacutetodo es sensible a pequentildeas cambios en el
procedimiento o circunstancias La robustez de un procedimiento analiacutetico es su
capacidad de producir resultados exactos en presencia de pequentildeos cambios de las
condiciones experimental factibles a reproducirse durante su calibracioacuten Estos cambios
introducidos reflejan aquellos cambios que pueden ocurrir cuando un meacutetodo es
realizado entre diferentes laboratorios diferentes experimentadores diferentes
instrumentos diferentes diacuteas diferentes suministradores de un mismo reactivo etc
110 Tratamiento Estadiacutestico de los Resultados La Quiacutemica Analiacutetica Moderna es una Ciencia predominantemente
Cuantitativa es obvio que en muchos casos una respuesta cuantitativa seraacute mas valiosa
que una cualitativa mediante el uso de los procedimientos estadiacutesticos se busca
potenciar y aumentar el rendimiento del proceso analiacutetico para ello la estadiacutestica puede
actuar sobre todas y cada etapa de dicho proceso Una vez que se han obtenido los
datos se trata de obtener de los mismos la mayor informacioacuten posible y de establecer
los liacutemites de confianza con los que dicha informacioacuten se obtiene Todo analista debe de
tratar de obtener un resultado que represente una estimacioacuten correcta del producto
analizado en el medio Es muy difiacutecil que al realizar las diferentes operaciones para
obtener el resultado no se cometan errores los cuales deben de ser suprimidos oacute
reducidos Para descubrir estos errores y para mejorar las precisiones de los resultados
analiacuteticos se necesita el empleo de los Meacutetodos Estadiacutesticos
1101 Errores en el Anaacutelisis Cuantitativo
31
Una vez que aceptamos que los anaacutelisis cuantitativos jugaran un papel
predominante en cualquier laboratorio analiacutetico debemos aceptar que los errores que
aparezcan en tales estudios son de gran importancia Nuestro principio guiacutea seraacute que no
existen resultados cuantitativos vaacutelidos si no van acompantildeados de algunas estimaciones
de los errores inherentes a ellos Concluiremos que todas las mediciones estaacuten sujetas a
errores Los cientiacuteficos experimentales hacen una distribucioacuten fundamental entre tres
tipos de Errores como son Crasos Aleatorios y Sistemaacuteticos
Los Errores Crasos (tosco) se describen con facilidad pueden definirse como
errores tan graves que no queda otra alternativa maacutes que abandonar el experimento y
empezar de nuevo Como ejemplo se podriacutea incluir la averiacutea total de un instrumento la
caiacuteda oacute el derramamiento accidental de una muestra muy importante oacute descubrir
durante el desarrollo de un experimento que un reactivo que se suponiacutea puro en
realidad estaba contaminado En consecuencia en nuestro anaacutelisis solo tenemos que
distinguir con detenimiento entre los Errores Aleatorios y los Sistemaacuteticos Resulta
evidente que han surgido dos tipos de errores completamente distintos en primer lugar
los Errores Aleatorios provocan que los resultados individuales caigan a ambos lados
del valor medio Los estadiacutesticos afirman que los Errores Aleatorios afectan la
Precisioacuten oacute Reproducibilidad de un experimento Mientras que los Errores
Sistemaacuteticos afectan la Exactitud es decir la proximidad al valor verdadero En
muchos experimentos los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos no se detectan faacutecilmente
con solo observar los resultados sino que tambieacuten tienen oriacutegenes muy distintos en
cuanto a la teacutecnica experimental y el equipo que se utiliza
1102 Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios en los Anaacutelisis Volumeacutetricos Los Errores Sistemaacuteticos y Aleatorios pueden ocurrir independientemente unos
de otros y surgir en diferentes etapas del experimento Ya que la Volumeacutetrica es un
procedimiento relativamente simple y todaviacutea ampliamente usado es importante
examinarlo con todo detalle un Anaacutelisis Volumeacutetrico es completo cuando involucra los
siguientes pasos
Preparacioacuten de una solucioacuten estaacutendar de uno de los reactivos
(1) Pesar en un pesa sustancia o recipiente similar que contenga alguacuten material soacutelido
(2) Transferir el material soacutelido a un matraz aforado y pesar de nuevo el pesa sustancias
con el fin de obtener por diferencia el peso del soacutelido transferido y
32
(3) Llenar el matraz con agua destilada hasta el enrase (suponiendo que se completa una
titulacioacuten acuosa)
Transferir una aliacutecuota del material estaacutendar a un matraz de titulacioacuten con ayuda
de una pipeta
(4) Llenar la pipeta hasta el enrase adecuado y
(5) Vaciar el contenido de una manera especiacutefica en el matraz de titulacioacuten
Titulacioacuten del liacutequido en el matraz con una solucioacuten del otro reactivo antildeadido de
una bureta
(6) Llenar la bureta y permitir que el liacutequido contenido en ella escurra hasta que el
menisco alcance un nivel constante
(7) Antildeadir unas cuantas gotas de solucioacuten de indicador al matraz de titulacioacuten
(8) Leer el volumen inicial de la bureta
(9) Antildeadir poco a poco el liacutequido de la bureta al matraz de titulacioacuten hasta que se juzgue
que se ha alcanzado el punto final y
(10) Medir el nivel final del liacutequido en la bureta
Si bien un anaacutelisis elemental de este tipo implica diez pasos diferentes por lo
general los siete uacuteltimos se repiten varias veces En principio podriacuteamos examinar cada
paso para evaluar los Errores Aleatorios y Sistemaacuteticos que pudieren ocurrir Por lo
regular los procedimientos de pesada se encuentran asociados con Errores Aleatorios
muy pequentildeos Es muy comuacuten que en tareas de laboratorio rutinarias se utilicen
balanzas de cuatro cifras Los Errores Sistemaacuteticos en las pesadas pueden ser
apreciables y proceder de una serie de fuentes establecidas las cuales incluyen la
adsorcioacuten de la humedad en la superficie del recipiente de pesada
Manejo de Errores Sistemaacuteticos Los Errores Aleatorios pueden estudiarse mediante
un amplio conjunto de Meacutetodos Estadiacutesticos en muchos casos supone por
conveniencia que estaacuten ausentes los Errores Sistemaacuteticos Es necesario analizar en este
momento los Errores Sistemaacuteticos con maacutes detalle coacutemo surgen y coacutemo pueden
abordarse Un ejemplo claro es cuando el valor medio de una serie mediciones
repetitivas se desviacutea del verdadero valor Se deduce que (1) a diferencia de los Errores
Aleatorios los Sistemaacuteticos no se pueden apreciar con la simple repeticioacuten de
mediciones y (2) a menos que se conozca de antemano el resultado verdadero de un
anaacutelisis pueden existir Errores Sistemaacuteticos muy grandes que pasen inadvertidos si no
se toman las debidas precauciones
33
1103 Media y Desviacioacuten Estaacutendar En los anaacutelisis claacutesicos se realizan mediciones repetidas de la misma cantidad
por lo que se exponen a diversos tipos de errores Para comparar estos resultados se
utilizan dos criterios el valor promedio y el grado de variabilidad El valor promedio es
la media aritmeacutetica X (en forma abreviada Media) que es la suma de todas las
mediciones dividida por el nuacutemero de mediciones
sum=i
nXiX (12)
Xi mediciones individuales
n numero de mediciones individuales
La medida maacutes utilizada de la variabilidad es la Desviacioacuten estaacutendar S Esta se
define por medio de la siguiente ecuacioacuten
sum minusminus=i
nXXiS )1()( 2 (13)
1104 Liacutemites de Confianza de la Media Ahora que conocemos la forma de la distribucioacuten muestral de la madia podemos
definir el intervalo dentro del cual podemos suponer de manera razonable que se
encuentra el valor verdadero Este intervalo se conoce como el Intervalo de Confianza
y los valores extremos del intervalo se llaman Liacutemites de Confianza
El teacutermino ldquoconfianzardquo implica que podemos afirmar con un grado de confianza
dado es decir con una cierta probabilidad que el intervalo de confianza si incluye el
valor verdadero por supuesto el tamantildeo del intervalo de confianza dependeraacute de la
certeza que queremos tener de que se incluya el valor verdadero la manera para
determinar el Liacutemite de Confianza se calcula utilizando la foacutermula
( )nStX plusmn=μ (14)
t Valor Criacutetico del Intervalo de Confianza
n numero de mediciones individuales
1105 La Prueba de Levenes
34
Las pruebas de significacioacuten descritas hasta ahora se utilizan para comparar
medias y por lo tanto para detectar Errores Sistemaacuteticos La prueba de Levenes fue
aceptada en 1960 como prueba estadiacutestica para calcular varianzas y la homogeneidad de
las mismas En muchos casos tambieacuten es importante comparar las desviaciones
estaacutendar es decir los Errores Aleatorios de dos conjuntos de datos Esta comparacioacuten
como en el caso de las pruebas de Medias puede tener dos formas oacute bien probar si el
Meacutetodo A es maacutes preciso que el Meacutetodo B (Prueba de una cola) oacute si los Meacutetodos A y B
difieren en su precisioacuten (Prueba de dos colas)
1106 La Prueba T
La prueba T compara el valor de las medias tomados de dos grupos de
resultados Es decir que los resultados de un meacutetodo analiacutetico nuevo puedan
comprobarse por comparacioacuten de los resultados obtenidos utilizando un segundo
meacutetodo (quizaacutes un meacutetodo de referencia) En este caso tenemos dos medias mueacutestrales
1X y 2X Si tomamos como hipoacutetesis nula que los dos meacutetodos dan el mismo
resultado necesitamos comprobar si )( 21 XX minus difiere en forma significativa de cero
Si las dos muestras tienen desviaciones estaacutendar que no sean significativamente
diferentes se puede realizar una estimacioacuten conjunta de la desviacioacuten estaacutendar a partir
de las dos desviaciones estaacutendares individuales S1 y S2 utilizando la siguiente ecuacioacuten
(11)
)2()1()1( 21222
211
2 minus+minus+minus= nnSnSnS (15)
35
Se puede demostrar que entonces t estaacute dado por
)11()( 2121 nnSXXt +minus= (16) Donde t tiene (n1 + n2 ndash 2) grados de libertad
Si no es vaacutelido suponer que las desviaciones estaacutendar de la poblacioacuten son iguales un
meacutetodo aproximando consiste en modificar la Ecuacioacuten 17 por la siguiente Ecuacioacuten 18
)()( 2221
2121 nSnSXXt +minus= (17)
y calcular el nuacutemero de grados de libertad a partir de la siguiente ecuacioacuten
gl 2
1)(
1)(
)(
2
22
22
1
21
21
22
221
21 minus
⎪⎪⎭
⎪⎪⎬
⎫
⎪⎪⎩
⎪⎪⎨
⎧
++
+
+=
nnS
nnS
nSnS (18)
n1 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 1 n2 Nuacutemero de datos del Meacutetodo 2
16
2 Parte Experimental 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
a) Cristaleriacutea Tabla 5 Cristaleriacutea Utilizada en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Tipo Capacidad Marca Clase Balones 50 250 y 500ml Pyrex A Beaker 10 100 y 250ml Pyrex A Bureta 10ml Pyrex A Erlenmeyer 100 y 300ml Pyrex A Pipeta Volumeacutetrica 5 y 25ml Kimax A Probeta 10ml Pyrex A Tubos de Ensayos 50ml Pyrex A
b) Materiales bull Balde plaacutestico con tapa bull Caacutepsula oacute Crisol de Porcelana bull Cilindro y Tubo Muestreador de 100ml bull Cinta Meacutetrica bull Desecador bull Espaacutetula bull Gotero bull Pala bull Papel Aluminio bull Papel Toalla bull Pinza bull Pisetas bull Porta Cilindro bull Termoacutemetro bull Vidrio de Reloj c) Equipos Tabla 6 Equipos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Equipo Marca Modelo Balanza Analiacutetica Sartorius 1801 Balanza Analoacutegica Sartorius 20634 pH ndash metro Crison Basic 20 Conductiacutemetro Crison GLP 32 EAA Perkin Elmer AAnalyst 700 Horno Perkin Elmer 699091084
17
22 Preparacioacuten de las Soluciones
bull Acetato de Amonio (CH3COONH4) 1M pH 700 Pesar 7708g de CH3COONH4 en aproximadamente 500ml de agua Agregar Hidroacutexido de Amonio o Aacutecido Aceacutetico para ajustar el pH a 700 y completar el volumen con agua El CH3COONH4 puede ser reemplazado por 573ml de Aacutecido Aceacutetico concentrado y 675ml de Hidroacutexido de Amonio al 30 los cuales se disuelven en agua destilada y se completa a volumen de un litro incluyendo el aacutecido o la base que sea necesario agregar para ajustar el pH a 700 bull Aacutecido Clorhiacutedrico (HCl) 6N Mezclar partes de HCl concentrado y agua bull Aacutecido Niacutetrico (HNO3) 20 Tomar 200ml de Aacutecido Niacutetrico concentrado y diluir a un litro con agua bull Cloruro de Calcio (CaCl2) 001N Disolver 0500g de Carbonato de Calcio puro en 10ml de HCl 6N y completarlo a volumen de un litro con agua bull Hidroacutexido de Potasio Etanoacutelico (KOHC2H5OH) 20 Pesar 200g de Hidroacutexido de Potasio y aforarlo a un litro con Etanol bull Hidroacutexido de Sodio (NaOH) 6M Disolver 240g de NaOH en aproximadamente 500ml de agua y completar a volumen de un litro con agua bull Indicador Negro de Eriocromo T (C20H12N3O7S) Pesar 05g de indicador y 45g de Clorhidrato de Hidracina disolver en 100ml de Alcohol Etiacutelico del 95 bull Inhibidor de Carbamato (C5H10NNaS2bull3H2O) Disolver 15g de la sal disociada del Aacutecido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado en agua y llevar a volumen de 100ml oacute utilizar en la titulacioacuten los cristales de sal disociada bull Lantano 1 Pesar 2674g de LaCl3bull7H2O en 100ml de agua desionizada bull Murexida (C8H8N606) En un mortero triturar y mezclar 05g de Murexida con 100g de Sulfato de Potasio y 100g de Cloruro de Sodio bull Peroxido de Hidroacutegeno (H2O2) 6 Tomar 857ml de H2O2 y aforar a 500ml de agua bull Sal Soacutedica del Aacutecido Etilendiaminotetracetico (EDTA) (C10H14N2Na2O8) 001N Disolver en agua 200g de EDTA junto con 005g de MgClbull6H2O completar a volumen de un litro con agua Establecer la normalidad respecto al Murexida y al Negro Eriocromo T con el Patroacuten de Calcio siguiendo el procedimiento indicado para la titulacioacuten de las muestras bull Solucioacuten Buffer de Hidroacutexido de Amonio-Cloruro de Amonio (NH4OH-NH4Cl) Disolver 675g de NH4Cl en 570ml de NH4OH concentrado y completar a volumen de un litro con agua
18
bull Solucioacuten estaacutendar de Ca2+ 10 ppm Tomar 1ml Ca2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 10ppm se prepararon los estaacutendares de 1 2 3 4 y 5 ppm bull Solucioacuten estaacutendar de Mg2+ 10 ppm Tomar 05ml Mg2+ de la solucioacuten estaacutendar de 1000ppm y aforarlo a 100ml con solucioacuten extractarte luego de la solucioacuten de 5ppm se prepararon los estaacutendares de 01 05 y 1 ppm (7)
23 Reactivos Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
Nombre del Reactivo
Marca Comercial
Peso Mol
g mol
Nivel de Pureza
Foacutermula Quiacutemica
Acetato de Amonio Fisher Chem Alert Guide 7708 982 CH3COONH4
Aacutecido Clorhiacutedrico Fisher Chem Alert Guide 3646 365-38 HCl
Aacutecido Niacutetrico Fisher Chem Alert Guide 6301 68-70 HNO3
Cloruro de Amonio Fisher Chem Alert Guide 5349 9991 NH4Cl
Cloruro de Calcio Dihidratado Fisher Chem Alert Guide 14702 1011 CaCl2٠2H2O
Cloruro de Magnesio Hexahidratado
Fisher Chem Alert Guide 20331 991 MgCl2٠6H2O
Etanol Fisher Chem Alert Guide 5212 907 C2H5OH
Etilendiaminotetraceacutetico Sal disoacutedica dihidratada (EDTA)
Fisher Chem Alert Guide 37224 993 Na2C10H14O8N2bull2H2O
Hidroacutexido de Amonio Fisher Chem Alert Guide 3505 298 NH4OH
Hidroacutexido de Potasio Fisher Chem Alert Guide 5611 865 KOH
Hidroacutexido de Sodio Fisher Chem Alert Guide 4000 981 NaOH
Murexida (Amonio purpurato aacutecido) Acros 28419 100 C8H8N6O6
Negro de Eriocromo T (NET) Fisher Chem Alert Guide 46138 100 C20H12N3NaO7S
Peroxido de Hidroacutegeno Fisher Chem Alert Guide 3400 350 H2O2
Sal soacutedica del Acido Dietilditiocarbaacutemico trihidratado Acros 22531 990 C5H10NNaS2bull3H2O
Solucioacuten de Ref de Calcio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm CaCO3
Solucioacuten de Ref de Magnesio Fisher Chem Alert Guide EAA 1000 ppm Mg(NO3)2
Tricloruro de Lantano heptahidratada
Fisher Chem Alert Guide 37138 100 LaCl37H2O
19
24 Limpieza de Cristaleriacutea Toda la cristaleriacutea que se usoacute se limpioacute de la siguiente manera
Se lavoacute con suficiente detergente y agua despueacutes de lo cual se dejoacute unos minutos
colocados sobre papel toalla Luego se sumergioacute en un bantildeo de Hidroacutexido de Potasio
Etanoacutelico al 20 durante 24 horas luego se enjuago con suficiente agua destilada Se
dejo escurriendo sobre papel toalla Posteriormente todo el material se sumergioacute en un
bantildeo al 20 de Aacutecido Niacutetrico y a temperatura ambiente se mantuvo el material en un
balde plaacutestico con tapa por lo menos durante siete diacuteas Se sacoacute el material del bantildeo
aacutecido se dejo escurrir y se enjuago con suficiente agua destilada y se dejo escurrir
nuevamente sobre papel toalla Una vez seco se cubrioacute con papel aluminio
25 Muestreo
En el Campus Agropecuario de la UNAN - LEON considerando las aacutereas de
experimentacioacuten de cultivos se seleccionoacute al azar un aacuterea de 2 Manzanas y de topografiacutea
plana para llevar a cabo el muestreo Al escoger el aacuterea (Esquema 2) determinada para
la toma de muestra se realizo una limpieza previa de los sitios de muestreo para
eliminar restos de materia vegetal luego se toma una pala y se saca una rebanada
delgada de tierra Se tomaron un total de 10 submuestras (Ver Esquema 2) cada una fue
tomada a 30cm de profundidad de la superficie del suelo y posteriormente se
homogenizaron todas las submuestras para formar una Muestra Compuesta la cual fue
trasladada de inmediato al laboratorio para su registro y tratamiento previo al anaacutelisis
Esquema 2 Muestreo
bull Fecha de Muestreo Septiembre 24 de 2005 bull Sitios de Muestreo X y D muestras (D lugar de recolectoacute para medir
Densidad Aparente)
X1
X2
X3
X4
X6
X5
X8
X7X10X9
D1
D2
D3
N S
O
E 26 Anaacutelisis Fiacutesico para la Muestra de Suelo
20
261 Contenido de Humedad Pesar 10 g de suelo (Muestra Compuesta) y colocarlos en una caacutepsula oacute crisol de
porcelana el cual se ha pesado previamente Secar en horno a 105 degC durante 24 horas
Dejar enfriar en un desecador y pesar nuevamente Repetir la operacioacuten hasta peso
constante
262 Densidad Para encontrar el valor de la Densidad la muestra se extrajo a una profundidad
de 10cm de la superficie del suelo se coloca el cilindro dentro del tubo muestreador y
se introduce en las paredes del sitio de muestreo de acuerdo al Esquema 2 donde D1 D2
y D3 fueron los sitios seleccionados para esta medicioacuten Enrase con espaacutetula oacute navaja el
suelo que sobresalga del cilindro muestreador El volumen del suelo se calcula de las
dimensiones interiores de eacuteste En algunos modelos el filo cortante del cilindro tiene un
diaacutemetro ligeramente inferior al del resto del cilindro para asiacute reducir la friccioacuten que se
produce al entrar el cilindro en el suelo En este caso se utilizaraacute el diaacutemetro del borde
cortante del cilindro para calcular el volumen del suelo Transfiera el suelo a un
recipiente para determinacioacuten del peso seco Exprese la densidad aparente en gramos de
suelo seco por centiacutemetro cuacutebico Aunque la determinacioacuten de la densidad aparente no
requiere que las muestras se mantengan en los cilindros para su transporte del campo al
laboratorio seraacute conveniente mantenerlas inalteradas y conservar su contenido en agua
cuando se quiere determinar la humedad de las mismas Los cilindros porta muestra se
introducen en cajas de cartoacuten encerado o en latas con tapaderas para evitar la peacuterdida de
agua durante el transporte
263 Textura Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en
pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con
un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del
Beaker
Observar que el color de la solucioacuten sea claro si no cambia al color claro agregar maacutes
H2O2 y repetir hasta que se deacute el cambio de color Dejar en reposo 1 hora Retirar de la
superficie del liacutequido todo material orgaacutenico presente con una pinza Pasar la
21
muestra a un erlenmeyer de 300ml y diluir a 200ml y agregar 4ml de NaOH 1 N Agitar
durante 4 horas con ayuda de un agitador magneacutetico y una barra magneacutetica Pasar la
muestra a una probeta de 1000ml y enrasar agitar mecaacutenicamente la probeta por 1min
tomar una pipeta volumeacutetrica de 25ml y medirla con una regla desde la punta hacia
arriba aproximadamente 5cm y marcarla introducir la pipeta hasta la liacutenea de enrase de
la probeta la que debe coincidir con la marca en la pipeta medir la temperatura del agua
con un termoacutemetro
De acuerdo con la Tabla 8 se extraen las porciones de liacutequido de la probeta para
determinar la fraccioacuten Arcilla + Limo luego la fraccioacuten Arcilla y finalmente la fraccioacuten
Arena se calcula por diferencia Dejar en reposo el tiempo necesario seguacuten la
temperatura del agua y colocar en un Beaker la muestra de agua introducirla al horno a
110 degC y luego pesarla
Tabla 8 Velocidad de Caiacuteda de Partiacuteculas (a 5 cm de la superficie)
Temperatura Arcilla + Limo Arcilla Temperatura Arcilla + Limo Arcilla 4 degC 3 min 37 seg 6 h 01min 21 degC 2 min 21 seg 3 h 54min 5 degC 3 min 30 seg 5 h 50min 22 degC 2 min 17 seg 3 h 49min 6 degC 3 min 24 seg 5 h 40min 23 degC 2 min 14 seg 3 h 43min 7 degC 3 min 18 seg 5 h 30min 24 degC 2 min 11 seg 3 h 38min 8 degC 3 min 13 seg 5 h 21min 25 degC 2 min 07 seg 3 h 33min 9 degC 3 min 07 seg 5 h 12min 26 degC 2 min 05 seg 3 h 28min 10 degC 3 min 02 seg 5 h 03min 27 degC 2 min 02 seg 3 h 24min 11 degC 2 min 57 seg 4 h 55min 28 degC 2 min 00 seg 3 h 19min 12 degC 2 min 52 seg 4 h 47min 29 degC 1 min 57 seg 3 h 15min 13 degC 2 min 48 seg 4 h 40min 30 degC 1 min 54 seg 3 h 11min 14 degC 2 min 44 seg 4 h 33min 31 degC 1 min 51 seg 3 h 06min 15 degC 2 min 40 seg 4 h 26min 32 degC 1 min 49 seg 3 h 02min 16 degC 2 min 35 seg 4 h 19min 33 degC 1 min 47 seg 2 h 58min 18 degC 2 min 32 seg 4 h 12min 34 degC 1 min 45 seg 2 h 55min 19 degC 2 min 28 seg 4 h 06min 35 degC 1 min 43 seg 2 h 52min 20 degC 2 min 24 seg 4 h 00min 36 degC 1 min 44 seg 2 h 55min
Tabla 9 Clasificacioacuten Textural Designada al tipo de Suelo
SISTEMA INTERNACIONAL FRACCION DIAMETRO (mm)
I Arena gruesa 20 ndash 02 II Arena fina 02 ndash 002 III Limo 002 ndash 0002
22
IV Arcilla lt 0002 27 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
271 Medicioacuten de pH Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el pH-metro
b) Medir el tampoacuten pH 700
c) Luego medir el tampoacuten pH 401
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10 gramos de suelo secado al aire en un erlenmeyer de 100ml Antildeada
50ml de agua y agite mecaacutenicamente durante 15 minutos Deje en reposo durante 30-60
minutos de manera que el suelo se sedimente suficientemente bien Lea el valor de pH
anote el resultado
272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Calibracioacuten del Equipo
Calibrar correctamente el aparato siguiendo las instrucciones del fabricante
a) Encender el Conductiacutemetro
b) Medir el 1ro patroacuten recomendado de 1513μ Scm
c) Luego el 2do patroacuten recomendado de 1288mscm
d) Si esta todo correcto el equipo manda el mensaje Equipo Calibrado
e) Con el equipo calibrado haga las mediciones de las muestras de intereacutes
Medicioacuten Pese 10g de suelo en un erlenmeyer de 100ml Antildeada 50ml de agua y agite
mecaacutenicamente durante 15min Lea el valor de la Conductividad Eleacutectrica anote el
resultado
273 Determinaciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Para proceder a la determinacioacuten cuantitativa de Ca2+ y Mg2+ por el Meacutetodo de
Complejometriacutea en una muestra de suelo es necesario hacer del procedimiento de
extraccioacuten
23
274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
Pesar 40g de suelo seco a temperatura ambiente y tamizado a traveacutes de una
malla No 16 (1mm) Colocarlos dentro de un Erlenmeyer de 100ml y adicionar 20ml de
Acetato de Amonio (CH3CO2NH4) 1M pH 700 Agitar por 30min y filtrar
275 Titulacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejometriacuteco Del extracto de Acetato de Amonio tomar una aliacutecuota de 5ml agregar 5 gotas
de solucioacuten Carbamatos (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) oacute dos
cristales de esta sal 2ml de NaOH 6M agregar 18ml de agua destilada y mezclar
Agregar aproximadamente 005g de Murexida y titular con solucioacuten de EDTA
utilizando una bureta de 10ml con Murexida el punto final de la titulacioacuten cambia de
color violeta rojizo a puacuterpura Cuando se aproxima al punto final de valoracioacuten el
reactivo debe agregarse gota a gota el viraje es algo difuso para Murexida
Ca2+(ac) + HInd2-
(ac) CaInd-(ac) + H+
(ac)
Puacuterpura Violeta Rojizo
Al antildeadir el EDTA a la muestra alcalinizada en presencia de Murexida el
Valorante reacciona en primer lugar con el Ca2+ libre y finalmente desplaza al Ca2+ de
su complejo con el Murexida producieacutendose el viraje del color Violeta Rojizo al color
Puacuterpura
CaInd + H2Y2- CaY2- + HInd2- + H+
[MurexidandashCa2+] + EDTA [EDTA-Ca2+] + Murexida
Violeta Rojizo Puacuterpura
24
276 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio por el
Meacutetodo Complejometriacuteco Muestreo
Secado
Tamizado (1mm)
Envasado y Codificado
Procedimiento de extraccioacuten
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos Filtrar
Viraje de color de Violeta Rojizo a Puacuterpura
Una aliacutecuota de 5ml del extracto de suelo + Carbamato + 2ml NaOH (pH 1200) + 18ml H2O + 005g de Murexida
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+
Titular con EDTA 001N
25
277 Titulacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo
Complejometriacuteco Este meacutetodo esta basado en la cuantificacioacuten de los iones calcio y magnesio por
titulacioacuten con el EDTA
Del extracto de Acetato de Amonio tomar 5ml de aliacutecuota agregar 2ml de
solucioacuten buffer de NH4Cl - NH4OH (pH 1000) luego 18ml de agua destilada con 5
gotas de Carbamatos de sodio (Compleja metales que interfieren en la reaccioacuten) y 3
gotas del Indicador Negro de Eriocromo T Titular con EDTA el cambio de color es de
Vino Tinto a Azul
Mg2+(ac) + HInd2-
(ac) MgInd-(ac) + H+
(ac)
Azul Vino tinto
Por uacuteltimo el EDTA desplazaraacute al Ca2+ y al Mg2+ del complejo formado con el
indicador NET respectivamente formando un nuevo complejo Metal-EDTA con una
mayor estabilidad cambiando el color de la disolucioacuten en el punto final de la titulacioacuten
del Vino Tinto al azul del indicador libre (7)
MgInd-2(ac) + H2Y2-
(ac) MgY2-(ac) + HInd2-
(ac) + H+2(ac)
Vino tinto Azul
26
278 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio maacutes
Magnesio por el Meacutetodo Complejometriacuteco
Meacutetodo de Extraccioacuten
Muestreo
Secado
Envasado y Codificado
Tamizado (1mm)
Pesar 4g de Suelo y adicionar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700) Agitar 30 minutos y filtrar
Titulacioacuten Complejomeacutetrica de Ca2+ maacutes Mg2+
Aliacutecuota 5ml + 2ml Buffer NH4Cl-NH4OH (pH1000) + Carbamato + 18ml de agua + 3 gotas de NET
Titular con EDTA 001N
27
279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Viraje de color es de Vino tinto a Azul
Para el Anaacutelisis Espectrofotomeacutetrico de los iones Calcio y Magnesio se requiere
de un equipo de Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica (EAA) El equipo de medicioacuten
Espectroscoacutepica disponible en el Laboratorio de Suelo es marca Perkin Elmer modelo
AA-700 Las mediciones de Calcio y Magnesio se realizaran por procedimientos
individuales haciendo uso del proceso de Absorcioacuten Atoacutemica esto es cuando el aacutetomo
que estaacute en su estado basal absorbe luz a una determinada longitud de onda especiacutefica
luego este pasa a un estado excitado lo que provoca que el nuacutemero de aacutetomos que
reciben luz se incrementan y asiacute se pueda determinar la concentracioacuten que tenga la
solucioacuten problema El uso de esta luz seleccionada a una determinada longitud de onda
es especiacutefico para cada elemento El equipo EAA modelo AA-700 es automatizado y
brinda los resultados impresos (12)
A) Para determinar la concentracioacuten Calcio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de Calcio
(Ca2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten en el Programa del equipo (WinLab 32)
se escoge una longitud de onda especiacutefica de 4227nm El tipo de combustible es aire-
acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones estaacutendares de Calcio
a las concentraciones de 10 20 30 40 y 50ppm utilizando como solvente Acetato
de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal para el modo de trabajo Se
procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y soluciones problemas y luego se
imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma se peso 400g de suelo
se adicionaron 20ml de solucioacuten extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) se agito
por 30min y se filtro
Se tomoacute una aliacutecuota de 05ml del extracto de Acetato de Amonio conteniendo
muestra 22ml de solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y 25ml de solucioacuten de
28
Tricloruro de Lantano 1 (Tricloruro de Lantano al 1 para eliminar las interferencias
quiacutemicas del Al P y Si) se agitoacute y se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-
700 El Blanco es preparado con solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y
solucioacuten de Tricloruro de Lantano 1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de
dilucioacuten de 50
B) Para determinar la concentracioacuten Magnesio se siguen los siguientes pasos
Para las condiciones recomendadas por el equipo en la determinacioacuten de
Magnesio (Mg2+) se seleccionoacute la teacutecnica de Absorcioacuten Atoacutemica en el programa del
equipo (WinLab 32) se escoge una longitud de onda especiacutefica de 2852nm El tipo de
combustible es aire-acetileno Se prepara una Curva de Calibracioacuten usando soluciones
estaacutendares de Magnesio (Mg2+) a las concentraciones de 01 05 y 10ppm utilizando
como solvente Acetato de Amonio (1M pH 700) Se selecciona la Ecuacioacuten Lineal
para el modo de trabajo Se procede con las lecturas de las soluciones estaacutendares y
soluciones problemas y luego se imprimen los resultados
La muestra problema fue preparada de la siguiente forma Del extracto de
Acetato de Amonio conteniendo muestra tomar 05ml agregar 355ml de solucioacuten de
extractarte Acetato de Amonio (1M pH 700) y 4ml de la solucioacuten de Tricloruro de
Lantano 1 (Tricloruro de lantano al 1 para eliminar la interferentes quiacutemicos como
Al P y Si) Se midioacute en el equipo Perkin Elmer Modelo AA-700 El Blanco conteniacutea la
solucioacuten de Acetato de Amonio (1M pH 700) y solucioacuten de Tricloruro de Lantano
1 Para la muestra de suelo se utilizoacute un factor de dilucioacuten de 80
29
281 Diagrama Experimental para la Determinacioacuten de Calcio y
Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica
Paso de Extraccioacuten
Extracto-Muestra problema
Pesar 4g de Suelo y agregar 20ml de CH3COONH4 (1M pH 700)
Agitar 30 minutos y Filtrar
Medicioacuten por Espectroscopiacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
Ca2+
Extracto 05ml + 220 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 25ml de LaCl3 1
Extracto 05ml + 355 ml
CH3COONH4 (1M pH 700)
y 40ml de LaCl3 1
Lectura a 2852 nm Lectura a 4227 nm
Muestra Problema
Paso 2
Muestra Problema
Curva de Calibracioacuten
Curva de Calibracioacuten
Paso 2 Paso 1Paso 1
Soluciones Estaacutendares 1 2 3 4 y 5
ppm
Soluciones Estaacutendares 01 05 y 1
ppm
Mg2+
30
3 Resultados 31 Anaacutelisis Fiacutesicos para la Muestra de Suelo
311 Humedad El contenido de humedad en la muestra se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Pshr = (Psh - Pc) (31) Pssr = (Pss - Pc) (32) H = [(Pshr ndash Pssr) (Pssr)] x 100 (33)
Pshr = Peso de suelo huacutemedo real seco a 40 degC
Psh = Peso de suelo huacutemedo a 40 degC
Pc = Peso del cilindro porta muestra el valor de Pc es un valor especificado por el
fabricante
Las pesadas de los cilindros con las muestras de suelo se realizaron en una
balanza analoacutegica
Pssr = Peso de suelo seco real a 105 degC
Pss = Peso de suelo seco a 105 degC
H = Contenido Porcentual de Humedad en la Muestra Problema
Tabla 10 Resultados del Anaacutelisis de H en la Muestra de Suelo
Repeticioacuten No Psh (g) Pc (g) Pshr (g) Pss (g) Pssr (g) H Repeticioacuten 1 2040 8440 1196 1853 1009 1853 Repeticioacuten 2 2188 815 1373 1965 1150 1939 Repeticioacuten 3 2069 815 1254 1837 1022 2270
Media X 2021
Desviacioacuten Estaacutendar S 220
Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 2021 plusmn 55
Nota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
312 Densidad
31
La densidad Aparente en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes
ecuaciones
Psm = (Ps ndash Pc) (34) Vc = π (r2) (h) (35) Da = Psm Vc (36) Vc = Volumen del cilindro
π = Valor constante 31416
r2 = Valor del radio del cilindro en centiacutemetros
h = Altura del cilindro en centiacutemetros
Da = Densidad aparente en gcm3
Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de
Suelo
Repeticioacuten No Ps (g) Pc (g) Psm (g) r (cm) h (cm) Vc (cm3) Da (gcm3) Repeticioacuten 1 1853 844 1009 245 52 9806 103 Repeticioacuten 2 1965 815 1150 245 52 9806 117 Repeticioacuten 3 1837 815 1022 245 52 9806 104
Media X 108
Desviacioacuten Estaacutendar S 008
Intervalo de Confianza ( ) 20081 plusmn nStX plusmn=μNota El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
313 Textura La textura en una muestra de suelo se calcula a traveacutes de las siguientes ecuaciones
Arcilla = (arcilla g) (100025) (10010) (37) Limo = [(arcilla + limo) g - arcilla g)] (100025) (10010) (38) Arena = 100 - (Limo + Arcilla) (39) arcilla (g) = (Pcm ndash Tc)
limo (g) = (Pcm ndash Tc)
arena (g) = (Pcm ndash Tc)
Pcm = Peso del Crisol maacutes muestra en gramos
Tc = Tara del crisol en gramos
1000 = Volumen de la probeta en mL
25 = Volumen tomado de muestra en mL
32
100 = Factor para referir a porcentaje
10 = Cantidad de muestra en gramos empleada para el anaacutelisis
Considerando las tres fracciones del Suelo y la Composicioacuten Porcentual calculada en
cada caso hacemos uso del Triaacutengulo de Textura para identificar la Textura de la
Muestra-Problema
Tabla 12 Resultados del Anaacutelisis de Textura en la Muestra de Suelo
Anaacutelisis arcilla (g) (arcilla+limo) (g) Arcilla Limo Arena
Repeticioacuten 1 00298 00705 1192 1628 7180
Repeticioacuten 2 00372 00814 1488 1768 6744
Repeticioacuten 3 00152 00567 1608 1660 7732
Promedio 00274 00695 1429 1685 7219
Tipo de Textura de las tres muestra es Franco Arenoso
El Triaacutengulo de Textura
20 Arena
40 Limo
40 Arcilla
Clave
33
34
39
31 Anaacutelisis Quiacutemico para la Muestra de Suelo
321 Medicioacuten del pH Tabla 13 Resultados de la Medicioacuten de pH en la Muestra de Suelo
Mediciones de pH Repeticioacuten No A B C 1 673 638 659 2 669 634 655 3 663 632 652 4 660 629 648 5 658 629 646
Media X 665 632 652 Media Global X 650
Desviacioacuten Estaacutendar S 005 Intervalo de confianza ( )nStX plusmn=μ 120506 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
322 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica Tabla 14 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica en la Muestra de Suelo
μScm (Microsiemens por centiacutemetro) Nuacutemero de Lecturas A B C
1 480 407 414 2 477 415 419 3 475 418 423 4 473 420 424 5 472 421 425
Media X 475 416 421 Media Global X 4375
Desviacioacuten Estaacutendar S 045 Intervalo de Confianza ( )nStX plusmn=μ 1217543 plusmn
Nota 1 El valor de t se corresponde a un nivel del 99 de confianza
Nota 2 Funcionamiento del equipo ver Anexos
40
323 Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para determinar del contenido de Ca2+ presente en la
muestra estudio de suelo [Ca(s)] en las condiciones de pH 14 con una solucioacuten de Hidroacutexido de
sodio Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten constituida por solucioacuten extractante Hidroacutexido de
Sodio oacute solucioacuten buffer pH 14 agua desionizada y el indicador Murexida esta solucioacuten la
identificaremos como el Blanco [Ca(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la
determinacioacuten Ca2+ con EDTA en la muestra-problema Cada muestra de suelo fue tratada con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio (1M pH 700)
Para expresar los resultados obtenidos en la Medicioacuten Titulomeacutetrica de Ca2+ se utiliza la
siguiente ecuacioacuten
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm) (310)
E = Cantidad de meq 100g de suelo del elemento determinado
Vt = Volumen total en mL de EDTA gastado en la titulacioacuten
N = Normalidad del EDTA
Ve = Volumen en mL del extractante agregado
Va = Aliacutecuota tomada en mL
pm = Peso en gramos de la muestra
100 = Factor para referirlo 100 gramos de suelo
Tabla 15 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Blanco (mL) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 EDTA (mL) 015 015 010 010 015 010 015 010 010 010
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1 La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
Medicioacuten 1
Vt = Ca(s) - Ca(b) (311)
Vt = 465mL - 015mL = 450ml
Ca(s) Volumen gastado de EDTA en la titulacioacuten de Ca2+
Ca(b) Volumen gastado de EDTA al medir el Blanco
41
Tabla 16 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico Murexida Solucioacuten de NaOH 6M pH 14 Ca(s) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 465 Blanco mL de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 Ca(b) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 015
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 pm)
E = (450mL) (00125N) (2000mL 500mL) (100 40013g)
E = 562 meqCa2+ 100g suelo
3231 Conversioacuten de Unidades meq Ca2+100g suelo a mg CaO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
[mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
Al introducir el valor de E y los respectivos factores de conversioacuten en la ecuacioacuten (312)
obtenemos el valor de mg CaO100g en la muestra de suelo
[mgCaO100g] = (562meqCa2+100g)(20039mgCa2+1meqCa2+)(560774gCaO40078gCa)
[mgCaO100g] = 15767 mg CaO100g suelo
Los resultados que se encuentran plasmados en la Tabla 17 se obtuvieron en cinco diacuteas
consecutivos es decir por cada diacutea se hicieron diez repeticiones para la determinacioacuten del Calcio
y asiacute mismo se hizo una medicioacuten del blanco en la muestra de suelo
42
Tabla 17 Resultados en la Determinacioacuten de Calcio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico (Recordemos que Vt = Ca(s) - Ca(b) y E = (Vt) (N) (Ve Va) (100 Pm))
EDTA 00125 N Titulacioacuten
Pm Ca(s) mL Vt (mL) E mg CaO 100g
Diacutea 1 1 40013 465 450 562 15767 2 40013 465 450 562 15767 3 40011 460 445 556 15592 4 40015 465 450 562 15766 5 40013 460 445 556 15591 6 40009 465 450 562 15768 7 40009 460 445 556 15593 8 40004 465 450 562 15770 9 40002 465 450 562 15771 10 40009 460 445 556 15593
Diacutea 2 11 40004 465 455 568 15945 12 40008 465 455 568 15944 13 40006 460 450 562 15769 14 40005 465 455 568 15945 15 40005 465 455 568 15945 16 40007 460 450 562 15769 17 40007 465 455 568 15944 18 40005 465 455 568 15945 19 40005 465 455 568 15945 20 40003 460 450 562 15771
Diacutea 3 21 40008 455 440 549 15418 22 40002 455 440 549 15421 23 40004 450 435 543 15245 24 40006 440 425 531 14893 25 40003 445 430 537 15070 26 40006 455 445 556 15594 27 40005 440 430 537 15069 28 40004 445 435 543 15245 29 40004 445 435 543 15245 30 40002 455 445 556 15596
Diacutea 4 31 40006 455 440 549 15419 32 40004 445 430 537 15069 33 40004 455 440 549 15420 34 40004 455 440 549 15420 35 40005 455 440 549 15419 36 40003 445 435 543 15245 37 40004 455 445 556 15595 38 40005 455 445 556 15595 39 40005 445 435 543 15244 40 40003 445 435 543 15245
Diacutea 5 41 40008 445 435 543 15243 42 40007 455 445 556 15594 43 40004 455 445 556 15595 44 40004 455 445 556 15595 45 40004 455 445 556 15595 46 40005 455 445 556 15595 47 40008 450 440 549 15418 48 40004 450 440 549 15420 49 40005 450 440 549 15419 50 40005 450 440 549 15419
43
324 Determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Se realizaron 50 titulaciones volumeacutetricas por Valoracioacuten Complejomeacutetrica utilizando
como titulante una solucioacuten de EDTA para la determinacioacuten del contenido de Ca2+ maacutes Mg2+
presente en la muestra estudio de suelo [Ca+Mg(s)] en las condiciones de pH 10 con una
solucioacuten buffer NH4Cl-NH4OH Anaacutelogamente se tituloacute una solucioacuten blanco que la llamaremos
[Ca+Mg(b)] la que se midioacute una vez por cada 5 titulaciones en la determinacioacuten Ca2+ maacutes Mg2+
con EDTA en la muestra-problema Las muestras de suelo individualmente fueron tratadas con
solucioacuten extractante Acetato de Amonio 1M pH 700 al que identificaremos como el Blanco
La Tabla 18 plasma los resultados de las Condiciones de Pre-Titulacioacuten del Blanco esto
es titulando 5 mL de Acetato de Amonio (1M pH 700) con EDTA 00125N como titulante en
presencia del Indicador NET
Tabla 18 Resultados de la Titulacioacuten del Blanco [(Ca+Mg)b]
Medicioacuten No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 EDTA (mL) 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000
El objetivo de hacer la medicioacuten Titulomeacutetrica del blanco es para determinar si existe la
presencia de iones Ca2+ y Mg2+ en la solucioacuten de Acetato de Amonio 1M pH 700 Los
resultados plasmados en la Tabla 21 demuestran que tales iones no estaacuten presentes en la
solucioacuten-blanco
Se debe considerar sin embargo que lo que se determina experimentalmente es el
contenido total de Calcio maacutes Magnesio [(Ca + Mg)s] en la muestra de estudio asiacute como en su
correspondiente blanco [(Ca + Mg)b]
Por tanto habiendo realizado el procedimiento experimental los caacutelculos numeacutericos para
la determinacioacuten de Calcio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco lo
que resta por hacer es calcular numeacutericamente en este caso se hace por simple sustraccioacuten el
contenido de Magnesio en la muestra de estudio asiacute como en su correspondiente blanco para
calcular el valor del volumen total utilizado en la reaccioacuten se calcula usando la ecuacioacuten
Vt = mL (Ca + Mg)(s) ndash mL (Ca + Mg)(b) (313)
44
Para expresar los resultados obtenidos en la determinacioacuten de Calcio maacutes Magnesio
usando el Meacutetodo de Titulacioacuten por Complejometriacutea se aplica la siguiente ecuacioacuten (310)
Finalmente para calcular la cantidad de meqMg2+ 100g suelo en la muestra de suelo se hace de
forma indirecta haciendo uso de la siguiente ecuacioacuten
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq Ca+Mg100g suelo) ndash (meq Ca100g suelo)] (314)
a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1 Tabla 19 Condiciones establecidas para llevar a cabo la Titulacioacuten 1
Muestra-suelo de estudio 1 Peso del suelo en gramos 40013 ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 20 Fraccioacuten ml para titular 5 Normalidad de EDTA 00125 Indicador Metalocroacutemico NET 2ml Solucioacuten NH4Cl - NH4OH pH 10 (Ca+Mg) mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 590 Blanco ml de Acetato de Amonio 1M pH 700 5 (Ca+Mg)b mL de EDTA gastados en la titulacioacuten 000
Para determinar Vt se utiliza la ecuacioacuten (313)
Vt = mL (Ca + Mg)(s) - mL (Ca + Mg)(b)
Vt = 590 mL ndash 000 mL = 590 mL
mL (Ca + Mg)(s) Volumen gastado en la titulacioacuten de (Ca2+ + Mg2+) en la solucioacuten-problema
mL (Ca + Mg)(b) Volumen gastado al medir (Ca2+ + Mg2+) en el Blanco
Al introducir los valores en la ecuacioacuten (310) obtenemos el resultado de la Titulacioacuten 1
E = (Vt) (N) (VeVa) (100pm) (310)
E = (590mL) (00125N) (20 5) (100 40013)
E = 737 meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo
Para determinar la cantidad de meqMg2+100g suelo aplicamos la ecuacioacuten (314)
[meqMg2+ 100g suelo] = [(meq (Ca2++Mg2+) 100g suelo) ndash (meq Ca2+100g suelo)]
[meqMg2+100g suelo] = (737 ndash 562) = 175 meq Mg2+ 100g suelo [meqMg2+100g suelo] = 175 meq Mg2+ 100g suelo
45
3241 Conversioacuten de Unidades meqMg2+100g suelo a mgMgO100g suelo El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor
hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g
suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de
Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos
atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de
la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
[mgMgO100g]=E (12152mgMg2+ 1meqMg2+) (40304mgMgO 24305mgMg2+) (315)
[mgMgO100g]=(1749meqMg2+)(1215mgMg2+1meqMg2+)(4030mgMgO2430 mgMg2+)
[mg MgO100g] = 3525
Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico Los resultados se realizaron en cinco diacuteas es decir diez repeticiones por cada diacutea para la
determinacioacuten de Magnesio EDTA 00125 N Titulacioacuten
No
Pm mL(Ca+Mg)s Vt E meq Mg100g mg MgO100g Diacutea 1
1 40013 590 590 7372 1749 3525 2 40013 590 590 7372 1749 3525 3 40011 585 585 7310 1749 3526 4 40015 580 580 7247 1624 3274 5 40013 585 585 7310 1749 3525 6 40009 590 590 7373 1749 3526 7 40009 580 580 7248 1687 3400 8 40004 590 590 7374 1749 3526 9 40002 585 585 7312 1687 3401 10 40009 590 590 7373 1812 3652
Diacutea 2 11 40004 590 590 7374 1687 3400 12 40008 580 580 7248 1562 3148 13 40006 585 585 7311 1687 3400 14 40005 585 585 7311 1624 3274 15 40005 585 585 7311 1624 3274 16 40007 590 590 7373 1749 3526 17 40007 585 585 7311 1624 3274 18 40005 590 590 7374 1687 3400 19 40005 590 590 7374 1687 3400 20 40003 585 585 7311 1687 3400
Diacutea 3 21 40008 580 580 7248 1749 3526 22 40002 585 585 7312 1812 3652 23 40004 585 585 7311 1874 3778 24 40006 580 580 7248 1937 3904 25 40003 585 585 7311 1937 3904 26 40006 580 580 7248 1687 3400 27 40005 580 580 7249 1874 3778 28 40004 585 585 7311 1874 3778 29 40004 585 585 7311 1874 3778 30 40002 585 585 7312 1749 3526
46
Diacutea 4 31 40006 585 585 7311 1812 3652 32 40004 585 585 7311 1937 3904 33 40004 585 585 7311 1812 3652 34 40004 585 585 7311 1812 3652 35 40005 580 580 7249 1749 3526 36 40003 585 585 7311 1874 3778 37 40004 585 585 7311 1749 3526 38 40005 585 585 7311 1749 3526 39 40005 580 580 7249 1812 3652 40 40003 585 585 7311 1874 3778
Diacutea 5 41 40008 585 585 7311 1874 3778 42 40007 585 585 7311 1749 3526 43 40004 585 585 7311 1749 3526 44 40004 585 585 7311 1749 3526 45 40004 585 585 7311 1749 3526 46 40005 580 580 7249 1687 3400 47 40008 585 585 7311 1812 3652 48 40004 585 585 7311 1812 3652 49 40005 585 585 7311 1812 3652 50 40005 580 580 7249 1749 3526
47
325 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea
de Absorcioacuten Atoacutemica Se realizaron 15 determinaciones individuales para encontrar las concentraciones de los
cationes Calcio en la muestra problema y 15 Determinaciones individuales para encontrar las
concentraciones de los cationes Magnesio en la muestra problema se hizo uso del equipo Perkin
Elmer Modelo AA-700 se trabajoacute con la teacutecnica de Absorcioacuten ver Anexo
Anaacutelogamente se midioacute una solucioacuten blanco para cada catioacuten respectivamente en la
muestra-problema Las muestras de suelo fueron tratadas con solucioacuten Extractante Acetato de
Amonio 1M pH 700
Se agregoacute al blanco a los estaacutendares y a las muestras solucioacuten de Tricloruro de Lantano al 1
para eliminar interferencias y mejorar la ionizacioacuten de los iones Calcio y Magnesio en la muestra
de estudio Las concentraciones de Ca y Mg son expresadas en mgL estas son calculadas
automaacuteticamente por el equipo haciendo uso de los resultados de las Curvas de Calibracioacuten de
Ca y Mg medidas con anticipacioacuten estas son tareas realizadas por el programa WinLab32 ver
Anexos
Tabla 21 Resultados de las Mediciones de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de
Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica usando la Teacutecnica de Absorcioacuten
Anaacutelisis No Pm mg Ca2+ L mg Mg2+ L 1 40007 4602 0546 2 40006 4548 0540 3 40009 4603 0534 4 40003 4448 0537 5 40006 4561 0498 6 40004 4451 0525 7 40006 4517 0514 8 40008 4536 0518 9 40007 4597 0502
10 40003 4453 0485 11 40005 4435 0535 12 40006 4522 0516 13 40005 4505 0509 14 40006 4679 0523 15 40005 4495 0511
48
3251 Curva de Calibracioacuten para Calcio obtenida por el equipo PE-AA-700 Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Calcio medida en
un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA-700 a una longitud de onda de 4227 nm
Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Ca por Absorcioacuten Atoacutemica a 4227 nm
0
01
02
03
04
0 1 2 3 4 5
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 007105 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998549 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 1 10 1159 Include 2 Patroacuten 2 20 2036 Include 3 Patroacuten 3 30 3013 Include 4 Patroacuten 4 40 3976 Include 5 Patroacuten 5 50 4959 include
Regresioacuten Lineal
49
3252 Curva de Calibracioacuten para Magnesio obtenida por el equipo PE-
AA-700
Resultados obtenidos al preparar la Curva de Calibracioacuten Normal para Magnesio medida
en un Espectroacutemetro de Absorcioacuten Atoacutemica PE-AA700 a una longitud de onda de 2852
nm Editado por el programa WinLab32 en el modo de Edit Calibration ejecutando una
regresioacuten lineal
Curva de Calibracioacuten para Mg por Absorcioacuten Atoacutemica a 2852 nm
0
01
02
03
04
05
06
07
0 05 1
ppm
Abs
orba
ncia
Absorbancia Lineal (Absorbancia)
Calibration Curve Slope 066627 Calibration Curve Intercept 000000 Calibration Curve Correlation Coeficient (r) 0998844 Calibration Curve Type Linear Through Zero Std Standard ID Entered Conc Calculated Conc Action Blank Extractante 0 0000 Include 1 Patroacuten 01 01 0116 Include 2 Patroacuten 05 05 0522 Include 3 Patroacuten 10 10 0986 Include
Regresioacuten Lineal
50
3253 Conversioacuten de Unidades mgCa2+L a mgCaO100g suelo y de
mgMg2+L a mgMgO100g suelo Los datos que se encuentran en la Tabla 25 tienen que ser convertidos de unidades de
mgL a unidades de mg100g suelo porque asiacute se reportan los resultados en la literatura
cientiacutefica para ello aplicamos la ecuacioacuten siguiente
E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
E = Cantidad de mg 100g de suelo del elemento determinado (Ca2+ o Mg2+)
Lc = Lectura en mg L
Ve = Volumen en mL de extractarte agregado
pm = Peso de la muestra en gramos
100 = Factor para referirlo a 100 gramos
1L1000mL = Factor para convertir litros a mililitros
1399 = Factor para convertir Ca2+ a CaO
1658 = Factor para convertir Mg2+ a MgO
Fd = Factor de dilucioacuten Vfd Va
Vfd = Volumen en mL de dilucioacuten final
Va = Volumen en mL de aliacutecuota tomada
a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) E = (4602 mg L) (20mL) (25 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000 mL) (1399)
E = 16093 mg CaO100g suelo b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg) E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
E = (0546 mgL) (20mL) (40 mL 05mL) (100g40007 g) (1L1000mL) (1658)
E = 3620 mg MgO100g suelo
51
Tabla 22 Resultados Finales expresados en mg CaO100g suelo y mg MgO100g suelo
Anaacutelisis No pm mg Ca2+ L mg CaO100g mg Mg2+ L mg MgO100g 1 40007 4602 16093 0546 3620 2 40006 4548 15904 0540 3581 3 40009 4603 16095 0534 3541 4 40003 4448 15556 0537 3561 5 40006 4561 15950 0498 3302 6 40004 4451 15566 0525 3481 7 40006 4517 15796 0514 3408 8 40008 4536 15861 0518 3435 9 40007 4597 16075 0502 3329 10 40003 4453 15573 0485 3216 11 40005 4435 15509 0535 3548 12 40006 4522 15813 0516 3422 13 40005 4505 15754 0509 3375 14 40006 4679 16362 0523 3468 15 40005 4495 15719 0511 3389
52
33 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Calcio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
Tabla 24 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1589220 084559 026740 1589220 plusmn 604
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 241 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
6896 0015 0625 23 0538 050467 -116497 217430
53
Tabla 25 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1527961 230795 072984 1527961 plusmn 1649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 251 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0039 0845 -5761 23 0000 562123 -763983 -360264
Tabla 26 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1536710 166231 052567 1536710 plusmn 1188
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 261 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1429 0244 -5357 23 0000 474633 -657918 -291349
54
Tabla 27 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1547180 118792 037565 1547180 plusmn 849
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 271 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
4033 0056 -4432 23 0000 369933 -542617 -197250
Tabla 28 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 50 1554170 267511 037832 1554170 plusmn 3859
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 281 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0377 0541 -3882 63 0000 300031 -454460 -145603
55
34 Comparacioacuten de los Meacutetodos Analiacuteticos Aplicados a la Determinacioacuten de
Magnesio en la Muestra de Anaacutelisis Tabla 29 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 348770 103801 032825 348770 plusmn 742
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 291 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0264 0612 0951 23 0352 042633 -050144 135411
Tabla 30 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 2) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 ConfidenceInterval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 334960 106253 033600 334960 plusmn 759
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 301 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0051 0823 -2111 23 0046 -095467 -189015 -001918
56
Tabla 31 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 3) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 370240 170087 053786 370240 plusmn1216
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 311 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2934 0100 4552 23 0000 257333 140395 374271
Tabla 32 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 4) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-
EDTA 10 366460 125298 039623 366460 plusmn 895
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 321 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-
tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0005 0945 4545 23 0000 219533 119623 319444
57
Tabla 33 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacutea 5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence
Interval of the Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 10 358900 107079 033861 358900 plusmn 765
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 331 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
0016 0900 3174 23 0004 143933 050122 237745
Tabla 34 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Magnesio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico -EDTA (Diacuteas 1-5) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Mg Complejomeacutetrico-EDTA 50 355866 176062 024899 355866 plusmn 2540
Mg EAA 15 344507 113580 029326 344507 plusmn 941 Tabla 341 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Mg
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
2939 0091 2349 63 0022 113593 016969 210218
58
4 ANALISIS DE LOS RESULTADOS Los complejos Murexida (EDTA-Ca) y NET (EDTA-Ca+Mg) exigen condiciones
especiacuteficas de pH para disminuir al maacuteximo la peacuterdida de coloracioacuten del indicador con
respecto al tiempo
Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a
mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la
igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS
versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes
conjuntamente para los cinco diacuteas
Con forme a los resultados de Calcio obtenidos experimentalmente por ambos Meacutetodos las
pruebas de Leveneacutes y t refieren que para los diacuteas 1 y 2 (Tablas23 231 24 y 241) las
varianzas son significativamente diferentes y sus medias significativamente iguales
Mientras que para los diacuteas 3 4 y 5 (Tablas 25 251 26 261 27 y 271) las varianzas son
significativamente iguales y sus medias significativamente diferentes
Al agrupar los valores de los cinco diacuteas (Tabla 28 y 281) las pruebas de Leveneacutes y t demuestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
De igual forma comparando los resultados de Magnesio (Tablas 29 y 291) las pruebas de
Leveneacutes y t sentildealan que para el diacutea 1 las varianzas son significativamente iguales y sus
medias significativamente iguales y para los diacuteas 2 3 4 y 5 (Tablas 30 301 31 311 32
321 33 y 331) indican que las varianzas son significativamente iguales y sus medias
significativamente diferentes
Y agrupando los datos de los cinco diacuteas (Tabla 34 y 341) las pruebas de Leveneacutes y t muestran que las varianzas son significativamente iguales y sus medias significativamente
diferentes
La concentracioacuten de Magnesio en ambos Meacutetodos es siempre menor que la concentracioacuten
de Calcio esto se debe a que el catioacuten Mg2+ se atrae con mayor fuerza a las superficies de
las arcillas y la materia orgaacutenica ademaacutes que se pierde maacutes faacutecilmente por lixiviacioacuten
59
5 CONCLUSIONES Despueacutes de haber sometido la muestra-estudio a los diferentes ensayos fiacutesicos y quiacutemicos
pertinentes complementarios a las determinaciones cuantitativas de Calcio y Magnesio
intercambiables y luego de realizar el tratamiento y anaacutelisis estadiacutestico oportuno a los
resultados obtenidos en ambas determinaciones se concluye que
bull Al comparar los resultados estadiacutesticamente usando el paquete SPSS en ciertas
mediciones de Calcio y Magnesio se determino que existiacutean deferencias
significativas en las mediciones pero esas diferencias significativas a niveles de
fertilidad de suelos son insignificante es decir no existe diferencias significativas en
las determinaciones de Calcio y Magnesio intercambiables entre el Meacutetodo
Complejomeacutetrico y el valor de referencia (Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten
Atoacutemica)
bull Considerando los valores promedios de Calcio (150 a 350 mgCaO100g) y Magnesio
(25 a 40 mgMgO100g) esperados de suelos franco-arenosos se puede afirmar que
los resultados obtenidos experimentalmente por el Meacutetodo Complejomeacutetrico son
aceptables (13)
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico es apropiado para el anaacutelisis de Calcio y Magnesio en
muestras de suelos franco arenoso por emitir resultados con buena precisioacuten
bull El Meacutetodo Complejomeacutetrico presenta ventajas sobre los Meacutetodos Espectromeacutetricos
porque es maacutes faacutecil y raacutepido de realizar con bajo costo
60
6 RECOMENDACIONES
bull Se recomienda hacer este mismo estudio en otras clases de suelos con caracteriacutesticas
diferentes y comparar los resultados con un valor de referencia
bull Se recomienda emplear Calceiacutena como indicador en la titulacioacuten de Calcio y
comparar sus resultados con los obtenidos al utilizar Murexida como tal
bull Hacer uso de una bureta digital para mejorar la aplicacioacuten del Meacutetodo
Complejomeacutetrico y minimizar los errores sistemaacuteticos
bull De ser posible referir los datos obtenidos a una Muestra Certificada para garantizar
la veracidad de los resultados de la muestra-estudio
61
7 BIBLIOGRAFIacuteA
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62
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Rica 1987
63
8 GLOSARIO 1) Adsorcioacuten es el fenoacutemeno por el cual una sustancia se une a una superficie al ser atraiacuteda
por fuerzas que pueden ser electrostaacuteticas de Van Der Waals o quiacutemicas por un periacuteodo maacutes
o menos largo
2) Cambio ioacutenico son los procesos de atraccioacuten que son maacutes o menos reversibles se mide en
miliequivalentes por gramo de arcilla por cada 100g de suelo y pueden ser
a) Intercambiadores inorgaacutenicos cristalinos son cargas permanentes debido principalmente
a las sustancias isomorfitas en la red cristalina
b) Intercambiadores inorgaacutenicos consiste en oacutexidos de diferentes grados de hidratacioacuten con
cargas variables donde la capacidad de retencioacuten del material es fuertemente influida por el
medio
c) Material orgaacutenico independiente son cargas dependientes del aacutembito por su naturaleza
quiacutemica como la disociacioacuten de los aacutecidos orgaacutenicos dependiendo del pH donde la
capacidad de cambio catioacutenico de la materia orgaacutenica en suelos tropicales es con frecuencia
considerablemente menor que en condiciones templadas
SuelomdashCa + 2Na+ Suelo (Na)2 + Ca2+
3) Distribucioacuten de minerales en la naturaleza la distribucioacuten de los minerales primarios en
las rocas depende de la naturaleza quiacutemica y de las condiciones de formacioacuten de estas rocas
la transformacioacuten fiacutesica y quiacutemica que sufren los minerales y las rocas asumen el nombre de
meteorizacioacuten Este proceso lleva a la desintegracioacuten de los minerales primarios y a la
formacioacuten de un nuevo grupo de minerales designados como secundarios este uacuteltimo
generalmente se presenta en partiacuteculas muy pequentildeas de suelo en la fraccioacuten de las arcillas y
por esta razoacuten se les conoce con el nombre de minerales de arcillas
Esto ocurre a traveacutes de un conjunto de fenoacutemenos de descomposicioacuten y de siacutentesis los que
causan tipos distintos de compuestos tales como
a) Los minerales primarios Son los que han sufrido cambios quiacutemicos desde su formacioacuten
inicial de la lava fundida o de otros procesos que originan rocas estos minerales se
encuentran principalmente en las fracciones maacutes gruesas del suelo en las arenas estos
pueden ser muy pequentildeos y pertenecer a las arcillas
b) Los minerales secundarios Resultan de la descomposicioacuten de los minerales primarios o
de la combinacioacuten de los productos que son consecuencia de ella
64
4) Edafon consiste en los organismos vivientes del suelo (flora y fauna)
5) Fuentes de acidez del suelo la acidez del suelo esta determinada por la composicioacuten del
mismo y por las reacciones del intercambio de iones y de hidroacutelisis que presentan los
compuestos inorgaacutenicos y orgaacutenicos existentes Se ha constatado que niveles muy bajos de
pH reducen la adsorcioacuten de Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) y
Cobre (Cu) Esta reduccioacuten se da en conjunto con una disminucioacuten en el crecimiento de las
raiacuteces y de los pelos radiculares generalmente conducen a la disminucioacuten de las cosechas
6) Encalado de los suelos Se define como materiales para encalado agriacutecola aquellas
substancias cuyos compuestos de Ca y Mg son capaces de neutralizar la acidez de los suelos
el material maacutes usado para encalar es la Caliza esta puede acercarse en su composicioacuten a la
Calcita (CaCO3) o la Dolomita (CaCO3 o MgCO3) o puede constituirse en una combinacioacuten
entre las dos formas para que el suelo aumenta los niveles de Calcio (Ca) y Magnesio (Mg)
disponible para las plantas y disminuiraacuten los niveles de Aluminio(Al) Hierro (Fe) y
Manganeso (Mn)
a) La caliza en forma Calciacutetica pura el mineral contiene 40 de Ca y un nivel mayor de 13
se llama Calizas Dolomitas y cuando contiene maacutes de un 65 de Mg se le llama Dolomita
Calciacutetica
b) Oxido de cal se prepara calcinando los carbonatos los que se descomponen seguacuten la
reaccioacuten siguiente
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
la cal viva de este modo se produce a una temperatura de 850 oC preparada reacciona con
mayor velocidad con el suelo su uso no estaacute muy difundido por tratarse de una sustancia
caacuteustica y de manejo difiacutecil
c) Hidroacutexido de calcio Ca(OH)2 se denomina cal apagada y se obtiene seguacuten la reaccioacuten
CaO + H2O Ca(OH)2 este material es maacutes manejable que eacutel Oxido de Calcio CaO
por que es quiacutemicamente menos activo
d) Escorias industriales son subproductos de faacutebricas de acero su contenido de CaO variacutea
aproximadamente entre 7 y 20
e) Espumas de azuacutecares se obtiene del proceso de fabricacioacuten del azuacutecar el subproducto
resultante contiene entre 14 y 32 de carbonato de calcio y varios componentes de jugo de la
65
cantildea con fosfatos y cationes como Potasio (K) y Magnesio (Mg) y puede usarse como un
buen encalador
7) Humus compuesto formado por los restos postmortem de vegetales y animales que son
constantemente sometidos a procesos de descomposicioacuten transformacioacuten y sinterizacioacuten
Que al descomponerse producen Nitroacutegeno(N) Foacutesforo (P) Azufre(S) y otros productos
orgaacutenicos Los procesos quiacutemicos maacutes importantes son
a) Suministros de elementos nutritivos por la mineralizacioacuten en particular la liberacioacuten de N P
S y micronutrientes disponibles para las plantas
b) Estabilizacioacuten de la acidez del suelo es decir por su poder amortiguador
c) La capacidad de intercambio catioacutenico de los suelos
d) Capacidad de intercambio anioacutenico donde se acumulan nitritos fosfatos y sulfatos
e) Reduce la peacuterdida de agua por evaporacioacuten del suelo
8) Materia Orgaacutenica es la constituida por los compuestos de origen bioloacutegico que se
encuentran en el suelo
9) Roca madre Son rocas parenterales de donde se originan los suelos
10) Rocas Mezclas de compuestos cuya meteorizacioacuten conduce a los minerales primarios y
secundarios formadores del suelo
Se clasifican en Iacutegneas Metamoacuterficas y Sedimentarias
Rocas Iacutegneas Son el resultado del enfriamiento y solidificacioacuten de las masas fundidas de
lava o magma (plutoacutenica o intrusitas) por ejemplo son granito maacutermoles rocas de
carbonato se pueden clasificar de acuerdo a su contenido de silicio que puede ser aacutecidas
baacutesicas
Rocas Metamoacuterficas Las formadas por cambios quiacutemicos como la wollastonita a partir de
calcita y cuarzo en las calizas cuarzotas seguacuten la reaccioacuten
SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2
Cuarzo Calcita Wollastonita
Rocas Sedimentarias Es el resultado de la meteorizacioacuten y erosioacuten de las rocas indiacutegenas y
metamoacuterficas y del depoacutesito de estos minerales y residuos orgaacutenicos fenoacutemeno que ocurre
despueacutes de un proceso de transporte el material depositado se llama diageacutenesis el que incluye
cambios fiacutesicos y quiacutemicos se clasifican en
66
Rocas claacutesticas o detritos formadas por fragmentos mayores o menores de otras rocas
Rocas de origen bioloacutegico como las calizas compuestas por esqueletos de animales marinos
Rocas derivadas de residuos de soluciones como las tobas sean calcaacutereas o soacutedicas
11) Suelo A la capa superficial no consolidada de la superficie terrestre la que estaacute formada
predominantemente por compuestos inorgaacutenicos hasta maacutes del 99 con un porcentaje
variable de sustancias Orgaacutenicas
12) Suelos salinos y soacutedicos son aquellos que contienen suficiente sal soluble para reducir su
productividad y que no son alcalinos es decir suelos cuyo pH no es igual ni superior de 85 y
cuya cantidad de sodio presente es tal que no interfiere en el crecimiento de las plantas (14)
81
9 ANEXOS
82
ANALISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Probetaml 50 100 Clase A A Fabricante Brand Pyrex Media 492654 1000323 Desviacioacuten 002484 004696 n 10 10 tn 995 2262 2262 Intervalo al 95 001777 003359 Limite inferior 492476 999987 Limite superior 492831 1000559 Tolerancia del fabricante 075 050 Miacutenimo fabricante 4925 995 Maacuteximo fabricante 5075 1005 Dentro de la tolerancia NO SI
Baloacutenml 25 50 100 Clase A A A
Fabricante Pyrex Pyrex Brand Media 250176 499759 998858
Desviacioacuten 001370 004466 002234
n 10 10 10
tn 995 2262 2262 2262 Intervalo al 95 001337 003194 001598 Limite inferior 250042 499540 998698 Limite superior 250309 500078 999017
Tolerancia del fabricante 003 005 01 Miacutenimo fabricante 2497 4995 999 Maacuteximo fabricante 2503 5005 1001
Dentro de la tolerancia SI SI NO
Pipetasml 1 2 5 1 5 2 10 20 25
Clase A A A B A B B
83
ANAacuteLISIS DE RESULTADOS
EQUIPO VOLUMEacuteTRICO UTILIZADO
Caacutelculo de los liacutemites de confianza al 95 comparado con la tolerancia que da el fabricante para cada equipo seguacuten la clase a la que pertenecen
Buretaml 10 Clase A
Fabricante Pyrex Media 100278
Desviacioacuten 001881n 10
tn 995 2262 Intervalo al 95 001345Limite inferior 100143Limite superior 100412
Tolerancia del fabricante 002 Miacutenimo fabricante 998 Maacuteximo fabricante 1002
Dentro de la tolerancia NO
ANALISIS DE RESULTADOS
Fabricante Asistent KIMAX KIMAX Futura KIMAX Futura Futura Media 09939 20123 50129 50243 10213 200128 251256Desviacioacuten 000749 001459 001793 001350 002920 005749 004969n 10 10 10 10 10 10 10 tn 995 2262 2262 2262 2262 2262 2262 2262 Intervalo al 95 000535 001043 001282 001685 002088 004112 003554Limite inferior 09885 20018 50000 50074 100004 199717 250900Limite superior 09992 20227 50257 50411 100212 200539 251611Tolerancia fabricante 0006 002 001 005 002 02 02
Miacuten fabricante 0994 198 499 495 998 1980 2480 Maacutex fabricante 1006 202 501 505 1002 202 252 Dentro de la tolerancia
NO SI NO SI SI SI SI
84
EQUIPO VOLUMETRICO UTILIZADO
INCERTIDUMBRE DEL VOLUMEN
Equipo Capacidadml Volumen real vertido o Contenido plusmn u (volumenml)
Baloacuten 25 250176 plusmn 001913 Baloacuten 50 499759 plusmn 003660 Baloacuten 100 998858 plusmn 006783
Probeta 50 492654 plusmn 03074 Probeta 100 1000323 plusmn 003359
Pipeta Seroloacutegica 1 09939 plusmn 000344 Pipeta Seroloacutegica 2 20123 plusmn 000944
Pipeta Volumeacutetrica 5 50129 plusmn 000748 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 5 50243 plusmn 002189
Pipeta Volumeacutetrica 10 100213 plusmn 001345 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 20 200128 plusmn 008433 Pipeta Seroloacutegica de Embolo 25 251256 plusmn 008424
Bureta 10 100278 plusmn 001144
Anaacutelisis de las tablas usando el paquete estadiacutestico SPSS 140
85
Tabla 23 Pruebas Estadiacutesticas efectuadas a los resultados obtenidos en el Anaacutelisis Cuantitativo de Calcio empleando los Meacutetodos Complejomeacutetrico-EDTA (Diacutea 1) y EAA
Group Statistics
Parameter Method N Mean Std Deviation
Std Error Mean
95 Confidence Interval of the
Means
Ca Complejomeacutetrico-
EDTA 10 1569780 090856 028731 1569780 plusmn 649
Ca EAA 15 1584173 244163 063043 1584173 plusmn 2024 Tabla 231 Independent Sample Test
Leveneacutes Test for Equality
of Variances
t-test for Equality of Means
95 Confidence Interval of the Difference
Ca
F Sig t df Sig (2-tailed)
Mean Difference Lower Upper
Equal variances assumed
5843 0024 -1774 23 0089 143933 -311818 023951
La prueba de Levenes y la prueba t es para las significancias Si el valor de la significancia es menor que 005 significa que el valor de las varianzas o las medias son significativamente diferentes en cambio si el valor de la significancia es mayor de 005 entonces las varianzas o las medias no son significativamente diferentes es decir las varianzas o las medias son iguales
- INDICEdoc
-
- ESTUDIO FISICO-QUIMICOS Y APLICACION DEL METODO COMPLEJOMETRICO PARA LA DETERMINACION DE CALCIO Y MAGNESIO EN UNA MUESTRA DE SUELO
-
- 1pdf
-
- RESUMEN
-
- INTRODUCCIOacuteN
- OBJETIVO GENERAL
-
- Comparado con Carbonato de Calcio 100 puro
-
- 2pdf
-
- Tabla 4 Fuentes Comunes de Magnesio
- Comparado con Carbonato de Magnesio 100 puro
-
- 14 Muestreo
- 163 Preparacioacuten de las Muestras de Suelo
- I Meacutetodos Visuales de Deteccioacuten del Punto Final Los meacutetodos visuales para la deteccioacuten en el punto final de una reaccioacuten se pueden determinar por medio de indicadores como son
- c) Indicadores Indirectos de Metales Si un indicador reacciona con frecuencia es posible tambieacuten utilizarlo en la determinacioacuten complejomeacutetrica de otros metales El ejemplo mejor conocido es el empleo de Negro Eriocromo T como indicador para el Calcio Asiacute una valoracioacuten directa de Calcio con EDTA nos proporciona resultados satisfactorios porque KCaI K representa la Constante de Formacioacuten Metal-Indicador es demasiado pequentildea pero si se antildeade un poco de Magnesio para que se forme el complejo Magnesio-EDTA se obtiene un cambio de color muy pronunciado
- d) Indicadores Aacutecido-Base e Indicadores Redox Tambieacuten pueden utilizarse otros tipos de indicadores indirectos para la deteccioacuten del punto final de una valoracioacuten complejomeacutetrica si se liberan iones hidroacutegeno en la reaccioacuten de complejacioacuten aquellos pueden ser valorados con aacutelcali utilizando indicadores aacutecido-base Por ejemplo muchos metales pueden valorarse con la sal disociada de EDTA de acuerdo con la siguiente reaccioacuten
-
- II Meacutetodos Instrumentales de Deteccioacuten del Punto Final La Determinacioacuten Fotomeacutetrica de un punto final ofrece las siguientes ventajas en comparacioacuten a las Valoraciones Complejomeacutetricas
-
- 18 Principios de las Mediciones Espectroscoacutepicas de Absorcioacuten Atoacutemica
- a) Espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica Como en todos los Meacutetodos Espectroscoacutepicos en la espectroscopia de Absorcioacuten Atoacutemica (AA) es necesario llevar a la muestra a un estado de vapor atoacutemico Este proceso conocido como atomizacioacuten consiste en volatilizar la muestra y descomponerla en sus aacutetomos y quizaacute algunos iones gaseosos Para la atomizacioacuten de las muestras que se van a analizar por espectroscopia de AA se utiliza principalmente la atomizacioacuten a la flama y la atomizacioacuten en horno
-
- 3pdf
-
- 2 Parte Experimental
-
- 21 Cristaleriacutea Materiales y Equipos
- Balones
-
- 23 Reactivos
-
- Tabla 7 Reactivos Utilizados en el Anaacutelisis de la Muestra de Suelo
-
- Marca
- Comercial
- Nivel de
- Pureza
- Foacutermula
- Quiacutemica
-
- 24 Limpieza de Cristaleriacutea
-
- 25 Muestreo
-
- 262 Densidad
-
- Para la determinacioacuten de Textura se usoacute el Meacutetodo Universal que consiste en pesar 10g de suelo en un Beaker de 250ml agregar 50ml de H2O2 al 6 y cubrir con un vidrio de reloj Colocar el Beaker en un bantildeo de agua caliente lavar las paredes del Beaker
- Arcilla
- Arcilla
-
- 271 Medicioacuten de pH
-
- 272 Medicioacuten de la Conductividad Eleacutectrica
-
- 274 Meacutetodo de Extraccioacuten con Acetato de Amonio Normal y Neutro
- 279 Determinacioacuten de Calcio y Magnesio por el Meacutetodo de Espectrometriacutea de Absorcioacuten Atoacutemica
-
- 3 Resultados
-
- Tabla 11 Resultados del Anaacutelisis de Densidad Aparente en la Muestra de Suelo
-
- 4pdf
-
- μScm (Microsiemens por centiacutemetro)
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Calcio en la Titulacioacuten 1
- La determinacioacuten del valor de Vt en la ecuacioacuten (310) se calcula de la siguiente manera
- Medicioacuten 1
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Ca2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de Calcio (mg CaO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la siguiente ecuacioacuten
- [mg CaO100g] = (E)(20039mg Ca2+1meq Ca2+)(560774g CaO40078g Ca) (312)
- Ca(s) mL
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- Medicioacuten No
-
- a) Procedimiento para calcular la cantidad de Magnesio en la Titulacioacuten 1
-
- El resultado numeacuterico de la Titulacioacuten 1 se expresa en meq Mg2+100g suelo este valor hay que convertirlo a miligramos de Oxido de magnesio (mg MgO) y reportarlo por cada 100g suelo esto va en acuerdo a los reportes de la Literatura Cientiacutefica particular en este tipo de Mediciones Para la conversioacuten de unidades se aplica la ecuacioacuten (315) Considerando los pesos atoacutemicos para Magnesio y Oxigeno dados por IUPAC y el valor encontrado por E para el caso de la Titilacioacuten 1 y se aplica la ecuacioacuten (315)
-
- Tabla 20 Resultados de la Determinacioacuten de Magnesio por el Meacutetodo Complejomeacutetrico
-
- Diacutea 1
- Diacutea 2
- Diacutea 3
- Diacutea 4
- Diacutea 5
-
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399) (318)
- a) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Calcio (Ca)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1399)
- b) Para el caso Anaacutelisis No 1 de Magnesio (Mg)
- E = (Lc) (Ve) (Fd) (100 pm) (1L 1000) (1658)
-
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 241 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 251 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 261 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 271 Independent Sample Test
-
- Ca
- Ca
-
- Tabla 281 Independent Sample Test
-
- Ca
- Mg
-
- Tabla 291 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 301 Independent Sample Test
-
- Mg
-
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 311 Independent Sample Test
- Mg
- Group Statistics
-
- Parameter
- Mg
-
- Tabla 321 Independent Sample Test
- Group Statistics
- Mg
- Tabla 331 Independent Sample Test
- Group Statistics
-
- Parameter
-
- Tabla 341 Independent Sample Test
-
- Los resultados de Calcio y Magnesio obtenidos por ambos meacutetodos fueron convertidos a mgCaO100g y mgMgO100g de suelo y luego sometidos a la prueba de Levenacutes para la igualdad de varianzas y la prueba t para la igualdad de medias con el programa SPSS versioacuten 140 Esta prueba se llevo a cabo primero para cada uno de los diacuteas y despueacutes conjuntamente para los cinco diacuteas
-
- 6 RECOMENDACIONES
- Ca
-
- Tabla 231 Independent Sample Test
-
- Ca
-
