UNIDAD Nº3 Química orgánica: átomo de carbono. Hidrocarburos, aromáticos, cíclicos. Funciones oxigenadas simples y mixtas Cuestionario Nº 3: ejercicios y preguntas teóricas Trabajo práctico Nº 2: Análisis de suelo. QUÍMICA ORGÁNICA 1
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Así pues, se concluye que la unión entre átomos de carbono da origen a tres geometrías, dependiendo de su enlace: Enlace sigma: Tetraédrica. Enlace sigma-pi: Trigonal plana. Enlace sigma-2pi: Lineal. Tipos hidrocarburos Los hidrocarburos son compuestos que contienen sólo carbono e hidrógeno. Se dividen en dos clases: hidrocarburos alifáticos y aromáticos. Los hidrocarburos se clasifican en alifáticos y aromáticos Los hidrocarburos alifáticos incluyen tres clases de compuestos: alcanos, alquenos y alquinos. Los alcanos son hidrocarburos que sólo contienen enlaces simples carbono-carbono, los alquenos contienen enlaces dobles carbono-carbono, y los alquinos son hidrocarburos que contienen un triple enlace. 13
El segundo grupo lo forman los hidrocarburos aromáticos. El compuesto más importante en esta familia es el benceno. Teoría de Estereoquímica Estereoquímica - Estereoisomería La estereoquímica es el estudio de los compuestos orgánicos en el espacio. Para comprender las propiedades de los compuestos orgánicos es necesario considerar las tres dimensiones espaciales. 14
Molécula e imagen especular Las bases de la estereoquímica fueron puestas por Jacobus van t Hoff y Le Bel, en el año 1874. De forma independiente propusieron que los cuatro sustituyentes de un carbono se dirigen hacia los vértices de un tetraedro, con el carbono en el centro del mismo. La disposición tetraédrica de los sustituyentes de un carbono sp 3 da lugar a la existencia de dos posibles compuestos, que son imágenes especulares no superponibles, llamados enantiómeros. En general a las moléculas que se diferencian por la disposición espacial de sus átomos, se les denomina estereoisómeros. Clasificación de isómeros Los isómeros son moléculas que tienen la misma fórmula molecular pero diferente estructura. Se clasifican en isómeros estructurales y estereoisómeros. Los isómeros estructurales difieren en la forma de unión de sus átomos y se clasifican en isómeros de cadena, posición y función. Como ejemplo, dibujemos los isómeros estructurales de fórmula C 2 H 6 O. Solamente existen dos formas de unir los átomos que generan compuestos diferentes. En el etanol, el oxígeno se enlaza a un carbono y a un hidrógeno. En el dimetil éter está unido a dos carbonos. Se trata de isómeros estructurales puesto que los átomos están unidos de forma distinta en ambas moléculas. Al pertenecer a diferentes grupos funcionales (alcohol y éter) se les clasifica como isómeros de función. Pentano y 2-Metilbutano son isómeros se cadena, ambos de fórmula C 5 H 12. El pentano es un alcano con cadena lineal mientras que el 2-Metilbutano presenta una ramificación. 15
De nuevo obsérvese como los átomos están unidos de forma distinta en ambas moléculas. El 2-Pentanol y el 3-Pentanol son isómeros de posición. El grupo hidroxilo ocupa distinta posición en cada molécula. En los estereoisómeros los átomos están conectados de igual manera en ambas moléculas. La diferencia radica en la distinta orientación espacial de los átomos o grupos de átomos. Los estereoisómeros se clasifican en isómeros geométricos (cistrans), enantiómeros y diastereoisómeros. Isómeros geométricos o cis trans La isomería cis-trans o geométrica es debida a la rotación restringida entorno a un enlace carbono-carbono. Isomeros geométricos 16
Esta restricción puede ser debida a la presencia de dobles enlaces o ciclos. Así, el 2- buteno puede existir en forma de dos isómeros, llamados cis y trans. El isómero que tiene los hidrógenos al mismo lado se llama cis, y el que los tiene a lados opuestos trans. Los compuestos cíclicos, debido a su rigidez, también presentan isomería geométrica. Así, el 1,2-dimetilciclohexano puede existir en forma de dos isómeros. Se llama isómero cis el que tiene los hidrógenos al mismo lado y trans el que los tiene a lados opuestos. Quiralidad molecular y enantiómeros La palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 para designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles. La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros. 17
En estos dibujos podemos ver la molécula de Bromocloroyodometano y su enantiómero reflejado en el espejo. Isómeros con un sólo carbono asimétrico Compuestos con un carbono asimétrico, como puede ser el 2-clorobutano, pueden existir en forma de dos isómeros. El carbono 2 es asimétrico, se une a cuatro sustituyentes diferentes, que son: cloro, metilo, etilo e hidrógeno. La presencia del carbono asimétrico (centro quiral) permite la existencia de dos estereoisómeros (enantiómeros) que se diferencian por la diferente disposición espacial de los sustituyentes entorno al carbono asimétrico. La molécula que resulta de poner el cloro hacia nosotros no es igual a la molécula te tiene el cloro al fondo. Estas moléculas no se pueden superponer mediante giros, son diferentes. Colocadas de forma adecuada puede verse que son imágenes especulares. Imagen especular del 2-clorobutano 18
Nomenclatura de enantiómeros Es necesaria una nomenclatura que distinga los estereoisómeros de una molécula. Así, en el caso del 2-Clorobutano la notación debe distinguir un enantiómero del otro. Cahn, Ingold y Prelog desarrollaron unas reglas que permiten distinguir unos estereoisómeros de otros, y que a continuación describo. Regla 1.- Dar prioridades a cada uno de los cuatro átomos o grupos de átomos enlazados directamente al carbono asimétrico. Esta prioridad se da por número atómico. En la molécula de Bromocloroyodometano, el yodo es el grupo de mayor prioridad, que representamos por a y el hidrógeno el de menor prioridad, que respresentamos por d. Asignar prioridades Regla 2.- Orientar la molécula con el grupo de menor prioridad hacia el fondo del papel. En el ejemplo anterior el grupo de menor prioridad es el hidrógeno (grupo d) y está como puede verse en la figura al fondo del papel (línea discontinua). Ahora dibujamos una flecha que recorre los grupos en orden a b c. Si el recorrido es en el sentido de las agujas del reloj, el carbono asimétrico tiene notación R. Si el recorrido es en sentido contrario la configuración del carbono es S. Configuración absoluta: pareja de enantiómeros Notación R/S de molécula e imagen Obsérvese que si un enantiómero tiene notación R su imagen especular será S. 19
Configuración absoluta de la molécula y de su imagen Notación R/S con grupo "d" en cuña En los ejemplos anteriores el grupo d siempre queda por detrás del plano formado por los tres sustituyentes de más prioridad. Si el grupo d está hacia nosotros (cuña) la configuración del carbono es contraria al giro. Veamos un ejemplo: En este caso el grupo de menor prioridad está orientado hacia nosotros. Se dan prioridades, pero la notación del centro quiral es contraria al giro. Así, giramos en el sentido de las agujas del reloj, pero la notación es S. Notación R/S con grupo de en el plano Cómo damos la configuración absoluta de un centro quiral que tiene el grupo de menos prioridad en el plano? Una solución es girar la molécula para dejar d al fondo. Pero también podemos usar un truco que permite conocer de forma sencilla la configuración absoluta de un centro quiral. Esta idea se basa en cambiar el grupo d por el grupo que va al fondo. Un cambio de dos grupos supone cambiar la notación del centro quiral. 20
El cambio del hidrógeno por el yodo cambia la notación de la molécula. Después de hacer el cambio el centro quiral tiene notación S. Por tanto, la molécula de partida será R. Actividad óptica La actividad óptica es la capacidad de una sustancia quiral para rotar el plano de la luz polarizada. Se mide usando un aparato llamado polarímetro. Qué es luz polarizada? La luz normal consiste en ondas electromagnéticas que vibran en todas las direcciones. Cuando la luz pasa a través de un polarizador (prisma de Nicol) las ondas electromagnéticas vibran en un plano. Este plano de oscilación coincide con el plano de propagación de la onda. Enantiómeros y la luz polarizada Cuando la luz polarizada pasa a través de una cubeta que contiene una sustancia quiral, se produce una rotación en el plano de polarización. Las sustancias quirales rotan la luz polarizada y se dice de ellas que son ópticamente activas (presentan actividad óptica). Aquellas sustancias que no producen rotación en la luz polarizada son ópticamente inactivas. Dextrógiro y levógiro Cuando un compuesto ópticamente activo, rota la luz polarizada en el sentido de las agujas del reloj, se dice que es dextrógiro y se representa por (+). Las sustancias que rotan la luz en sentido contrario a las agujas del reloj, son levógiras levógiras y se representa por (-). Los enantiómeros rotan la luz polarizada el mismo ángulo pero en sentidos opuestos. Mediante un polarímetro puede medirse dicho ángulo. Proyección de Fischer Proyectar consiste en dibujar en dos dimensiones (plano) una molécula. En la proyección de Fischer la molécula se dibuja en forma de cruz con los sustituyentes que 21
van al fondo del plano en la vertical y los grupos que salen hacia nosotros en la horizontal, el punto intersección de ambas líneas representa el carbono proyectado. Aunque se acostumbra a dejar la cadena carbonada en la vertical, puede girarse la molécula de diferentes formas dando lugar a proyecciones de Fischer aparentemente diferentes, pero que en realidad representan la misma molécula. Para comprobar que la proyección está bien hecha, vamos a dar notación R/S a la molécula y a su proyección. Ahora haremos la proyección de una molécula con dos centros quirales Para proyectar una molécula en Fischer es necesario dibujarla en la conformación eclipasada. Los sustituyentes que nos quedan en el plano van colocados arriba y abajo en la proyección. Los grupos que salen hacia nosotros (cuñas) se disponen a la derecha en la proyección, y los que van al fondo (lineas a trazos) se disponen a la izquierda. 22
Notación R-S en Proyección de Fischer Para dar notación R/S en proyecciones de Fischer se siguen las mismas reglas que para una molécula dibujada en el espacio. 1. Se dan prioridades por números atómicos a los sustituyentes que parten del carbono asimétrico. 2. Se gira comenzando por el grupo de prioridad (a) hacia (b) y (c). Si el grupo (d) se encuentra en la vertical, el giro en el sentido de las agujas da notación R y en sentido contrario a las agujas S. Cuando el grupo (d) se encuentra en la horizontal es lo contrario. Notación R/S a una proyección de Fischer con dos centros quirales. La notación R/S puede utilizarse para dibujar una molécula en proyección de Fischer, o bien, para pasar de la proyección de Fischer a la forma espacial de la molécula. 23
Cuestionario Nº 3-1 Investigar para cada grupo de compuestos las propiedades físicas (Punto de fusión, Punto de ebullición, Densidad), fuentes industriales u obtención, aplicaciones en la industria; reacciones. Realizar un cuadro. 1. Alcanos y cicloalcanos 2. Alquenos, 3. Alquinos, 4. Alcoholes, 5. Benceno, 6. Éteres, 7. Aldehídos y cetonas, 8. Ácidos carboxílicos 9. Aminas 10. Enoles 24
Cuestionario Nº 3-2 1. Describa la configuración en estado fundamental de cada uno de estos elementos: a) Boro b) Fósforo c) Oxígeno d) Cloro e)sodio 2. Por qué una molécula orgánica no puede tener la fórmula C 2 H 7? 3. Trace todos los enlaces del propeno, CH2CH=CH2. Indique la hibridación de cada carbono y pronostique el valor de cada ángulo de enlace. 4. Convierta las siguientes estructuras de rayas en fórmulas moleculares. 5. Qué clase de hibridación espera que tenga cada átomo de carbono en las moléculas siguientes? 25
6. Proponga estructuras para moléculas que cumplan las descripciones siguientes: a) Contiene dos carbonos con hibridación sp 2 y dos carbonos con hibridación sp 3. b) Solo contiene cuatro carbonos, todos con hibridación sp 2. c) Contiene dos carbonos con hibridación sp y dos carbonos con hibridación sp 2. 7. Nombre los siguientes compuestos: CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 a- CH 3 CH 2 CHCH 2 CHCH 2 CHCH 3 CH 3 b- CH 3 CHCH 2 CH 2 CH 2 CHCH 2 CHCH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 8. Los nombres correspondientes a las siguientes estructuras son incorrectas. Justifique la causa e indique el nombre correcto. 4-isopropil-5,6,7trietilundecano 26
9. Escriba la fórmula condensada y de esqueleto de los siguientes compuestos: 1. N,N-dietilpropilamina. 2. 3-bromo-2-cloro-4-etil-5,5dimeloctano. 3. 4,5-dimetil-2-hexanol 10. Indique el nombre de los siguientes compuestos OH Br H N 27
ANALISIS DE SUELOS 1- Toma, transporte y conservación de las muestras Es muy importante preservar la integridad química de las muestras desde la toma de las mismas hasta que se encuentra lista para los análisis de laboratorio. Para la toma de muestra se utilizaron los siguientes materiales: Pala y barreno: utilizados para excavar el suelo a muestrear Recipientes de envasado: utilizándose bolsas de polietileno de alto micronaje, y precintos para cerrar cada una de las bolsas Etiquetas: para cada una de las muestras. Se tomaron aproximadamente 4 kg de suelo por muestra, y fueron tomadas de los primeros 30 cm del perfil edáfico del suelo. Los restos de vegetales, piedras, metales, fueron descartados antes de ser introducidos al recipiente de muestreo. 2- Parte experimental A. Reactivos y materiales Dicromato de potasio en medio ácido. Hexametafosfato sódico (calgon), carbonato sódico u oxalato sódico El Instrumental utilizado fue el siguiente: Agitador magnético; Conductímetro Balanza analítica; Estufa de secado; Balanza granataria; phmetro Espectrofotómetro B. Preparación de las muestras Las muestras (de aproximadamente 4gr) fueron desagregadas utilizando un mortero de porcelana, y posteriormente dispuestas en bandejas plásticas por un lapso aproximado de 48 hs para secarlas a temperatura ambiente. A continuación se tamizaron (en un tamiz de 2 mesh) C. Análisis físico químico C.1 Determinación de humedad Para la determinación de humedad, se pesaron 4 gr de cada muestra y se la colocó en un crisol de porcelana. Posteriormente se llevó a cada muestra a estufa a 110ºC hasta obtener peso constante. Luego se peso el suelo seco, y por diferencia se obtuvo el porcentaje de humedad para cada una de las muestras calculándolo de la siguiente manera: %H = ((pssa-psse)/pssa) x 100 28
Donde: pssa: peso del suelo seco al aire psse: peso del suelo seco a estufa Fig. 48. Estufa utilizada para determinar la humedad de las muestras. Se extrae una muestra por cada 20 centímetros hasta una profundidad máxima de 1 y 1,5 metros en cultivos de trigo y de girasol respectivamente o hasta la tosca cuando ésta resulta ser impedimento al desarrollo radicular. La muestra de suelo que se obtiene, se pesa y se seca en horno o estufa a 105ºC durante 24 horas, registrando las diferencias de peso entre el antes y el después. Ese valor que es el contenido de humedad, se refiere al peso seco del suelo. Entonces el contenido de agua en el suelo se establece como la cantidad de agua perdida cuando se lo seca a 105ºC, expresada en peso de agua por unidad de peso de suelo o como volumen de agua por unidad de volumen de suelo. Esta relación dice poco acerca de la cantidad de agua disponible para las plantas porque un suelo arenoso estando saturado con un determinado porcentaje de agua, ésta puede ser insuficiente para el normal crecimiento de una planta; creciendo en un suelo arcilloso. Por tal motivo, la disponibilidad de agua para las plantas se debe expresar en lámina de agua sobre el perfil considerado (mm. de agua por cm. de suelo). En cada sitio de muestreo (parcelas donde se realiza el seguimiento de la humedad), previamente se han determinado las capacidades hídricas de esos suelos, o sea se han establecido las constantes hídricas: Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP). Qué significa Capacidad de Campo (CC) y Punto de Marchitez Permanente (PMP)? CC es el contenido de agua que se obtiene de un suelo que partiendo del estado de saturación se deja drenar o percolar durante un período variable según su textura (24-36 horas en suelos arenosos, 40-50 horas en suelos francos y 72 horas en suelos arcillosos). PMP es el valor mínimo de agua que retiene un suelo en el momento en que el cultivo llega a una marchitez irreversible. Aunque se define como un punto, es un rango de valor bajo el cual las plantas, según especie y caracterizaciones, no superarán el estrés hídrico por defecto. Cuando se habla de PMP, todavía queda aproximadamente el 50% del agua que ese mismo suelo tenía en el estado de CC. Cuál es el rango de humedad que el cultivo utiliza o sea el agua útil? 29
La cantidad de agua que puede disponer el cultivo es el agua disponible (AD) o agua útil (AU), siendo la diferencia que existe entre los contenidos de humedad existentes entre los valores de CC y PMP. Los valores de AU que el Grupo de Agronomía RADAR estima todos los meses, son los publicados en los mapas color del Boletín RADAR, e-mail, páginas web, diarios, etc. Los distintos colores señalan el porcentaje de AU disponible para el cultivo de referencia en relación con las condiciones de humedad del suelo y para un rendimiento potencial a saber: Color % del valor de AU Azul > 100% de agua útil Exceso Verde 50-100% de agua útil Adecuado Amarillo 20-49% de agua útil Deficiente Rojo 19% de agua útil Crítico Condiciones de humedad para rendimiento potencial C.2 Determinación de ph El ph del suelo está influenciado por la composición de los cationes de intercambio, composición y concentración de las sales solubles y la presencia o ausencia de yeso y carbonatos de metales alcalinos-térreos. Cuando los iones Na + en la solución del suelo se presentan como sales neutras (es decir como CL - o SO 4 2- ), el ph es cercano a la neutralidad. Cuando el anión acompañante es carbonato ácido o carbonato, resulta entre un ph entre 8,5 y 11. Suelos cuyo ph es inferior a 7,5 casi nunca contienen carbonatos de metales alcalinos- terreos y si el ph es menor de 7 el suelo seguramente contendrá una proporción de hidrogeno de intercambio. El ph del suelo se mide potenciométricamente en el sobrenadante de una suspensión de una mezcla sólido: líquido en una proporción de 1:2,5; el liquido puede ser agua (ph H2O), o KCl 1M (ph KCl). Dentro de los tipos de ph que se pueden determinar sobre el suelo (ph pasta; ph en hidrólisis 1:2,5; ph en KCl 1N; ph en FNa), Para este trabajo práctico se utilizará el ph pasta, en el cual todos los poros del suelo (incluidos los macroporos) están saturados con agua, y tiene la ventaja de emplear las proporciones de tierra y agua directamente relacionadas con las características físicas de cada suelo. Para la medición se utilizara un phmetro directamente sobre la pasta de saturación. C.3 Determinación de Materia Orgánica El método de Walkley y Black, empleado en los análisis para determinar el contenido de materia orgánica, tiene como principio la oxidación de la misma con dicromato de potasio en medio ácido, y posteriormente una valoración del exceso de ácido crómico formado por retroceso con disolución de sal ferrosa; aprovechándose el calor de disolución del H 2 SO 4. La reacción consiste básicamente en una oxidación del carbono orgánico, que pasa a formar dióxido de carbono. El agitado de la muestra posibilita el contacto del oxigeno con la materia orgánica a oxidar; y el calor de disolución del ácido sulfúrico suministra la energía necesaria para que dicho proceso se realice. Este método ofrece la ventaja que prácticamente no ataca al carbono elemental que pueda hallarse presente y oxida la materia orgánica en un 70-77% aproximadamente. 30
En principio, se separaron fracciones de aproximadamente 10 gr por muestra, posteriormente se molieron en mortero de ágata y se separaron con tamiz de 50 mesh. La cantidad de suelo a analizar será de 0,5 gr por muestra, y en algunos casos (en los que se apreciaba alta concentración de hidrocarburos) se pesaran 0,2 gr. Tabla Interpretativa A continuación se brinda una tabla interpretativa para catalogar los niveles de nutrientes de los suelos en distintas categorías (muy pobre, pobre.. etc.) para que al recibir los resultados de los análisis de suelos se pueda interpretar los niveles de fertilidad. Cabe aclarar que esta tabla es de características muy generales y solo sirve a nivel de dar una idea muy general del estado del suelo y sabiendo que cada suelo no puede ser interpretado como un elemento aislado sinó formando parte de un sistema físico, químico y biológico. Elementos solubles en 100 g de suelo seco a 105ºC. 31 Calcio Meq. Magnesio Meq. Potasio Meq. Materia Orgánica (%) Muy pobre <1 <0.5 <0.1 <0.50 Pobre 1.0 a 2.5 0.5 a 1.0 0.1 a 0.3 0.5 a 1.0 Mod. Provisto 2.5 a 4.0 1.0 a 2.0 0.3 a 0.5 1.0 a 1.5 Normal 4.0 a 7.5 2.0 a 3.0 0.5 a 0.8 1.5 a 2.0 Bien Provisto 7.5 a 12.5 3.0 a 5.0 0.8 a 1.0 2.0 a 3.5 Rico 12.5 a 20.0 5.0 a 6.5 1.0 a 1.5 3.5 a 5.0 Muy Rico >20 >6.5 > 1.5 >5.0 C.3 Determinación de Textura La textura se refiere a las proporciones porcentuales de las partículas individuales de una masa de suelo, agrupadas por sus tamaños. Esas partículas son las unidades más pequeñas que componen la fase sólida del suelo, por ello se llaman partículas primarias. También reciben el nombre de unidades texturales porque son las unidades del suelo que conforman la textura del mismo. La textura se refiere principalmente a los porcentajes de: arcilla, limo y arena. De acuerdo al sistema propuesto por el departamento de Agricultura de los EEUU (USDA) se considera Arena a la fracción de partículas de suelo cuyos diámetros están comprendidos entre 2 mm y 0,05 mm, la fracción Limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las Arcillas, diámetros inferiores a 0,002 mm. Dado que es casi imposible que una muestra de suelo este constituida por un solo tamaño de partículas se han estandarizado grupos texturales basados en diferentes combinaciones de arcilla, limo y arena. Tales combinaciones se denominan Clases Texturales. Los métodos analíticos para la determinación de textura, se basan en la ley de Stokes que se calcula la velocidad de caída de las partículas en función de su densidad, de su tamaño, de su viscosidad y densidad del líquido. En el método de Bouyoucos para el análisis granulométrico de las muestras, se utiliza como equipo una probeta de Bouyoucos de 1250 ml, un agitador mecánico, y un densímetro. Para efectuar el
análisis la muestra debe ser disagregada, ya que el suelo presenta casi siempre un estado de agregación parcial, de forma que la mayoría de las partículas están cementadas entre sí, formando otras de mayor tamaño. Los principales agentes cementantes son la materia orgánica, carbonatos de calcio y óxidos de hierro y aluminio. Una vez eliminados los agentes cementantes, las partículas de arcilla pueden flocular de nuevo durante el análisis a no ser que se sustituyan los cationes de calcio, magnesio e hidrogeno del complejo de cambio, por otros iones monovalentes muy hidratados. Esto se logra utilizando dispersantes químicos, que para suelos calcáreos se recomienda hexametafosfato sodico (calgon), carbonato sodico u oxalato sodico. Esto permitirá que las partículas de arcillas permanezcan totalmente dispersas en la suspensión. Fig. Preparación de muestras en probetas de 1000mL para la determinación de textura. Fig. Agitación de muestras para lectura: a los 40 segundos y a las dos horas. Leer PDF Práctico 3 MATERIALES Y EQUIPOS.- 32
Hidrómetro Bouyoucos calibrado desde 0-60grs/litro; sirve para medir la densidad de la muestra. El cilindro graduado de 1000cc; usado para medir el agua y aplicar la muestra. Batidora; para homogeneizar la muestra. Embolo de agitación; Para mantener la muestra en suspensión constante mediante la agitación. Termómetro; nos sirvió para medir la temperatura de la muestra. Agente dispersante (hexametafosfato de sodio 1N); Su función es de separar las partículas de limo y arcilla. Alcohol amílico, para quitar la espuma que pueda impedir la lectura del hidrómetro. REACTIVOS Agente dispersante (hexametafosfato de sodio 1N); Su función es de separar las partículas de limo y arcilla. Alcohol amílico, para quitar la espuma que pueda impedir la lectura del hidrómetro. PROCEDIMIENTO 1.- Pesar y transferir al baso de la licuadora, 40 gramos de suelo seco, y tamizado con 2.00ml. 2.- Agregar 100ml de agua destilada y 10ml al agente dispersante. 3.- Dejar reposar durante 5 minutos y luego agitar durante 5 minutos en la licuadora. 4.- Después de agitar, se vierte todo el contenido en un cilindro de 1000cc, cuidando de no perder material de suelo, luego completar a volumen con el hidrómetro dentro. 5.- Una vez enrazado, se agita la suspensión con el embolo, unas 10 veces para lograr homogeneidad en la suspensión. Si se produce espuma, que impida leer en el hidrómetro, se agrega 5 gotas de alcohol amílico. A cada lectura, efectuada se debe tomar, la temperatura de la suspensión, con el fin de obtener, el factor de corrección. 6.- Para el método normal, las lecturas deben efectuarse a los 40 segundos, la primera y a las 2 horas la segunda lectura. Resultados TABLA PARA CORRECCIÓN DE TEMPERATURAS (Hidrómetro 152 H) Temperatura C Factor de conversión 14-1,46 16-0,98 18-0,44 19.44 0 20 0,18 22 0,89 24 1,61 26 2,41 28 4,2 33
1.- Se tomó la primera muestra, a los 40 segundos y dio como resultado la temperatura 25 grados, y de densidad 24gr/lt. Promedio de factor de conversión: (1.61+2.41) / 2 = 2.01 Lec. Corrg. Por Temp a 40" % Arena = 100 - -------------------------------------------------------- x 100 Peso de la muestra % Arena = 100 - (24gr/lt + 2.01) x 100 = 34.975 -------------------------- 40gr 2.- Resultado a las 2 horas : Densidad: 12 gr/lt. Y 27 grados. Promedio de factor de conversión: (2.41+4.2) / 2 = 3.305 Lec. Corrg. Por Temp a 2 horas % Arcilla = ---------------------------------------------------------- x 100 Peso de la muestra % Arcilla = (12gr/lt + 3.305) x 100 = 38.26 -------------------------- 40gr % Limo = 100 (Porcentaje de Arena + Porcentaje de Arcilla) % Limo = 100 (34.975 + 38.26) = 26.76. Triangulo textural de USDA. 34
Clases texturales de los suelo, con predominancia de un fracción textural. En Resumen un Suelo Arenoso, es aquel donde predomina la porción arenosa (A). Un Suelo Limoso es aquel donde predomina la fracción limo (L). Un Suelo Arcilloso es aquel donde predomina la fracción arcilla (a). Se denomina Suelo Franco, aquel que presenta una proporción parecida de: Arena, Limo y Arcilla. La mayor proporción de una fracción respecto a las otras dos, determina la denominación del suelo. Ejemplo: Arcillo-Arenoso (mayor proporción de arcilla que de arena y muy poco limo); Franco Arenoso (suelo tiene arcilla, limo y arena, pero un poco más de arena); etc. Características de algunas texturas de suelo. Textura Arenosa: es no cohesiva y forma sólo gránulos simples. Las partículas individuales pueden ser vistas y sentidas al tacto fácilmente. Al apretarse en la mano en estado seco se soltará con facilidad una vez que cese la presión. Al apretarse en estado húmedo formará un molde que se desmenuzará al palparlo. 35
Textura Franco arenosa: es un suelo que posee bastante arena pero que cuenta también con limo y arcilla, lo cual le otorga algo más de coherencia entre partículas. Los granos de arena pueden ser vistos a ojo descubierto y sentidos al tacto con facilidad. Al apretarlo en estado seco formará un molde que fácilmente caerá en pedazos, pero al apretarlo en estado húmedo el modo formado persistirá si se manipula cuidadosamente. Textura Franca: es un suelo que tiene una mezcla relativamente uniforme, en términos cualitativos, de los tres separados texturales. Es blando o friable dando una sensación de aspereza, además es bastante suave y ligeramente plástico. Al apretarlo en estado seco el molde mantendrá su integridad si se manipula cuidadosamente, mientras que en estado húmedo el molde puede ser manejado libremente y no se destrozará. Textura Franco limosa: es un suelo que posee una cantidad moderada de partículas finas de arena, sólo una cantidad reducida de arcilla y más de la mitad de las partículas pertenecen al tamaño denominado limo. Al estado seco tienen apariencia aterronada, pero los terrones pueden destruirse fácilmente. Al moler el material se siente cierta suavidad y a la vista se aprecia polvoriento. Ya sea seco o húmedo los moldes formados persistirán al manipularlos libremente, pero al apretarlo entre el pulgar y el resto de los dedos no formarán una cinta continua. Textura Franco arcillosa: es un suelo de textura fina que usualmente se quiebra en terrones duros cuando éstos están secos. El suelo en estado húmedo al oprimirse entre el pulgar y el resto de los dedos formará una cinta que se quebrará fácilmente al sostener su propio peso. El suelo húmedo es plástico y formará un molde que soportará bastante al manipuleo. Cuando se amasa en la mano no se destruye fácilmente sino que tiende a formar una masa compacta. Textura Arcillosa: constituye un suelo de textura fina que usualmente forma terrones duros al estado seco y es muy plástico como también pegajoso al mojarse. Cuando el suelo húmedo es oprimido entre el pulgar y los dedos restantes se forma una cinta larga y flexible. Interpretación de Resultados Nos dio como resultado suelos Arcillosos o Pesados, los cuales tienen las siguientes características, son suelos secos, su forma es en terrones firmes, en húmedo se adhiere ligeramente a los dedos y presenta plasticidad, son suelos fértiles con buenas propiedades químicas, pero de propiedades físicas, poco manejables, poco permeables, se erosionan fácilmente, porque el agua, no penetra, sino que corre superficialmente, arrastrando nutrientes; son duros para trabajarlos, se quedan pegados a las herramientas, se encharcan fácilmente, afectando los cultivos por falta de aire en las raíces tornándose amarillentas. Sin embargo estos suelos son muy ricos en nutrientes, y cuando se adiciona materia orgánica, mejoran sus propiedades físicas.. C.4 Determinación de Conductividad Eléctrica Para la determinación de la conductividad eléctrica, se preparará una pasta saturada, la cual representa el máximo volumen de agua que admite el suelo (total de poros llenos de agua). La misma se colocó en un embudo Buchner y se conectó a una bomba de vacío para obtener el Extracto de Saturación. La conductividad, expresada en mmhos/cm, se midió sobre el extracto, utilizando un conductímetro. 36
Esta técnica se realiza cuando se precisa un diagnostico de la salinidad- alcalinidad mediante el conocimiento de las sales solubles existentes en el suelo, proporcionales a la conductividad eléctrica del mismo. Los iones de una solución son capaces de transportar la corriente eléctrica. La conductividad es una medida de la actividad iónica que existe en una solución y es la inversa de la resistencia eléctrica. El método más exacto para determinar la C.E. se realiza (como ya se explicó) sobre el extracto de saturación del suelo, pero también se emplean diluciones de suelo en agua en distintas proporciones, siendo la más utilizada en la relación 1:5 Ampliar las determinaciones en suelos desde la página: http://www.drcalderonlabs.com/metodos/analisis_de_suelos/metodosquimicossuelos.htm# 2 37