NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5268 2004-05-31 CALIDAD DE SUELO. DETERMINACIÓN DE LA INTERCAMBIO CATIÓNICO E: CAPACIDA
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 5268 2004-05-31
CALIDAD DE SUELO. DETERMINACIÓN DE LA INTERCAMBIO CATIÓNICO
E:
CAPACIDAD
SOIL QUALITY. DETERMINATION EXCHANGE CAPACITY
OF
DE
CATIONIC
CORRESPONDENCIA:
DESCRIPTORES:
suelo; calidad de suelo; método de ensayo; intercambio catiónico.
I.C.S.: 13.080.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435
Prohibida su reproducción
Editada 2004-06-15
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 5268 fue ratificada por el Consejo Directivo del 2004-05-31. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 13 Calidad del suelo.
AGRILAB LABORATORIOS AMBIENCOL INGENIEROS ASINAL LTDA. CENTROAGUAS E.S.P. CORPOICA TIBAITATA DR. CALDERÓN ASISTENCIA TÉCNICA INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METROLOGÍA Y ASUNTOS AMBIENTALES - IDEAM INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI KRILL INGENIERÍA MARTHA MORENO - CONSULTOR INDEPENDIENTE
MERCK S.A. MICROFERTISA PUNTO AGRÍCOLA SOCIEDAD COLOMBIANA DE LA CIENCIA DEL SUELO UNIVERSIDAD DE LA SALLE UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DE CÚCUTA UNIVERSIDAD JORGE TADEO LOZANO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA UPTC
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ACEGRASAS ANTEK S.A. CENICAFÉ CENIPALMA CENTRO INTERNACIONAL AGRICULTURA TROPICAL - CIAT CORPOICA CORPOICA MOTILONA
DE
CORPOICA PALMIRA COSMOAGRO DEPARTAMENTO TÉCNICO ADMINISTRATIVO DEL MEDIO AMBIENTE - DAMA ECOFLORA LTDA. EMPRESA COLOMBIANA DE PETRÓLEOS - ECOPETROL
FEDEPALMA GRUPO CHIA ICP ECOPETROL INGEOMINAS LAQMA LTDA. MINISTERIO DE AGRICULTURA MINISTERIO DE INDUSTRIA, COMERCIO Y TURISMO MINISTERIO DEL AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL
MULTILAB AGRONALÍTICA PEÑAFLOR PETROBRAS INTERNACIONAL S.A. QUIMCAR SECREFOMENTO SANTANDER SISVITA BIOTECH UNIVERSIDAD DEL TOLLIMA UNIVERSIDAD EAFIT UNIVERSIDAD JAVERIANA UNIVERSIDAD NACIONAL DE MEDELLÍN
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 5268
CALIDAD DE SUELO. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO
1.
OBJETO
Esta norma describe la determinación de la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de los suelos, en el laboratorio, a través de diferentes métodos. Las mediciones objeto de esta norma pueden ser empleadas en campos relacionados con agricultura, medio ambiente y recursos naturales. La elección del método para determinación de la CIC dependerá principalmente del tipo de suelo y de las tablas de referencia disponibles para la interpretación posterior de los resultados. Además de los métodos presentados en esta norma, existen otros que pueden emplearse previa su validación frente a los descritos en este documento. El criterio de selección de los métodos que cubre esta norma se basa principalmente en su alto nivel de utilización a nivel nacional. No obstante, estos métodos presentan limitaciones en el caso de trabajarse sobre suelos que desarrollan carga variable.
2.
TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Para efectos de esta norma se aplican las siguientes definiciones 2.1 capacidad de intercambio catiónico (CIC) medida de la carga negativa del complejo de cambio del suelo, neutralizada por cationes que pueden ser reversiblemente remplazados por aquellos que provienen de soluciones salinas o ácidas. Tiene dos componentes: la Capacidad de Intercambio Catiónico Efectiva (CICE) y la Capacidad de Intercambio Catiónico Variable (CICV). 2.2 capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE) medida de la carga negativa permanente que corresponde a la suma de bases de cambio (Ca+2, Mg+2, K+1, Na+1) y otros cationes como el ión amonio y aluminio, cuando el pH es superior a 5,5 o por una asociación de éstas con acidez intercambiable (Al+3 e H+1), cuando el pH es inferior a 5,5.
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NTC 5268
2.3 capacidad de intercambio catiónico variable (CICV) medida de la carga negativa variable, dependiente del pH que resulta del aumento de ionización de grupos funcionales de la materia orgánica y grupos hidroxilo (OH) asociados con las aristas rotas de las laminas arcillosas, con la alofana y con los óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio. 3.
PRINCIPIO Y DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS
La Tabla 1 presenta una descripción de los métodos detallados en esta norma y las consideraciones sobre su aplicación; sin embargo, en caso de discrepancia, el método A será considerado como el de referencia, excepto en el caso de suelos salinos, calcáreos y suelos con presencia de gibsita, en donde el método B sería el de referencia. Esto implica que debe determinarse o conocerse previamente el pH (véase la NTC 5264) y la presencia de carbonatos. Se recomienda, para todos los métodos, correr simultáneamente un blanco de proceso. Tabla 1. Métodos para determinación de capacidad de intercambio catiónico Método
Principio
Recomendaciones para su uso
Método A. Saturación Los cationes intercambiables se Para todo tipo de suelo, excepto con acetato de amonio reemplazan por el ión amonio, por suelos calcáreos, suelos con 1 N y pH 7 medio del cual se cuantifica la CIC presencia de gibsita (hidróxido de posteriormente. aluminio) y salinos. Método B. Saturación Los cationes intercambiables se Para todo tipo de suelo, con acetato de sodio 1 reemplazan por el ión sodio, el cual se especialmente suelos calcáreos, N y pH 8,2 cuantifica posteriormente. suelos con presencia de gibsita (hidróxido de aluminio) y salinos.
4.
MÉTODOS DE ENSAYO
4.1
MÉTODO A. SATURACIÓN CON ACETATO DE AMONIO 1 N Y pH 7
4.1.1 Reactivos Todos los reactivos empleados deben ser grado reactivo analítico 4.1.1.1 Extracción -
Acetato de amonio NH4(C2H3O2) 1 N, pH 7: diluir en agua destilada 77 g de acetato de amonio y llevar a volumen de un litro, ajustar el pH a 7,0 mediante NaOH 0,01 N ó ácido acético 0,01 N, según sea el caso.
-
Alcohol etílico (C2H5OH) de 96 %.
-
Cloruro de sodio (NaCl) al 10 %.
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NTC 5268
4.1.1.2 Cuantificación -
Formaldehído del 37 % en dilución 1:1 en agua destilada, neutralizado a pH 7 con hidróxido de sodio (NaOH).
-
Hidróxido de sodio (NaOH) 0,2 N1: disolver 8 g de NaOH con agua destilada hasta llevar a volumen de 1 L.
-
Fenoftaleína 1 % en alcohol etílico al 96 %
4.1.2 Equipos y materiales -
agitador mecánico o manual;
-
frascos o erlenmeyers de 200 ml;
-
erlenmeyers con tubuladura lateral (si se hace filtración al vacío);
-
embudos Buchner (si se hace filtración al vacío);
-
balones aforados de 250 ml;
-
papel filtro de poro medio;
-
aparato de destilación Kjeldahl (para cuantificación por destilación por arrastre de vapor);
-
balones de destilación Kjeldahl (para cuantificación por destilación por arrastre de vapor);
-
bureta o titulador automático (para el método por titulación).
4.1.3 Preparación y preservación de muestras Se emplean muestras de suelo secadas a una temperatura no mayor a 40 °C que pasen a través de un tamiz de 2 mm de abertura. Pueden emplearse muestras tratadas de acuerdo con lo establecido en la NTC-ISO 11464. 4.1.4 Procedimiento 4.1.4.1 Extracción Se pesan 5 g de suelo en erlenmeyers de 200 ml y se agregan 30 ml de NH4(C2H3O2) 1 N, se agita por 30 min o dejar en contacto con la solución durante la noche. A continuación se filtra la suspensión por gravedad o al vacío empleando embudos Buchner aplicando poca succión para evitar que el suelo se seque completamente. Si el filtrado obtenido es turbio debe repetirse la filtración. A continuación se lava el exceso de amonio con 10 porciones de 5 ml de etanol al 96 %.
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Dependiendo del tipo de suelo, puede ser más práctico emplear soluciones de NaOH en concentraciones menores a las establecidas, esto debe tenerse en cuenta al realizar los cálculos.
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NTC 5268
4.1.4.2 Cuantificación A la muestra de suelo que permanece en el embudo se le adiciona la solución de NaCl al 10 % en 5 porciones de 10 ml por cada adición, se recoge el filtrado en un erlenmeyer. Se agregan al filtrado 20 ml de formaldehído. A continuación se titula con NaOH 0,2 N en presencia de fenolftaleína como indicador hasta cambio de color a rosa pálido. 4.1.4.3 Determinación de la humedad a 105 °C en base seca (Pw) Se pesan 10 g de suelo en una cápsula metálica con tapa de ajuste hermético y se deja en la estufa a 105 °C, por 24 h. Se enfría en un desecador y se pesa de nuevo. La humedad se calcula sobre la base de suelo seco y se representa por Pw. 4.1.5 Expresión de los resultados -
Cálculo de la humedad a 105 °C en base seca (Pw)
pw =
( mhúmeda − msec a ) x 100 msec a
en donde mhúmeda =
-
peso en gramos de la muestra húmeda
mseca
=
peso en gramos de la muestra seca
Pw
=
humedad de la muestra a 105 °C, expresada sobre base seca
Cálculo de CIC La CIC se expresa como cmol carga/kg de suelo seco2 a 105 °C y se calcula de la siguiente manera: CIC =
VNaOH x N NaOH x ( 100 + Pw ) mmuestra
en donde
2
VNaOH
=
volumen en mililitros del NaOH
NNaOH
=
normalidad del NaOH
Mmuestra
=
peso en gramos de la muestra seca
Pw
=
humedad de la muestra a 105 °C, expresada sobre base seca
1 cmol carga / kg es igual a 1 meq / 100 g.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.2
NTC 5268
MÉTODO B. SATURACIÓN CON ACETATO DE SODIO 1 N Y pH 8,2
4.2.1 Reactivos y materiales Todos los reactivos empleados deben ser grado reactivo analítico -
Acetato de amonio NH4(C2H3O2) 1 N, pH 7: disolver en agua destilada 77 g de acetato de amonio y llevar a volumen de un litro, ajustar el pH a 7,0 mediante NaOH 0,01 N ó ácido acético 0,01 N, según sea el caso.
-
Acetato de sodio NaC2H3O2 1 N, pH 8,2: disolver con agua destilada 82,04 g de acetato de sodio anhidro y llevar a volumen de un litro; ajustar el pH a 8,2 mediante dióxido de sodio (NaOH) 0,01 N ó ácido acético 0,01 N, según sea el caso.
-
Alcohol etílico C2H5OH absoluto de 96 %.
4.2.2 Equipos y materiales -
agitador mecánico o manual,
-
frascos o erlenmeyers de 200 ml,
-
erlenmeyes de tubuladura lateral,
-
embudos Buchner,
-
balones aforados de 250 ml,
-
papel filtro de poro medio,
-
equipo de absorción atómica.
4.2.3 Preparación y preservación de muestras Se emplean muestras de suelo secadas a una temperatura no mayor a 40 °C que pasen a través de un tamiz de 2 mm de abertura. Pueden emplearse muestras tratadas de acuerdo con lo establecido en la NTC-ISO 11464. 4.2.4 Procedimiento 4.2.4.1 Extracción Se pesan 5 g de suelo en frascos erlenmeyers de 200 ml y se agregan 30 ml de NaC2H3O2 1 N, y se agita por 30 min o se deja en contacto con la solución durante la noche. A continuación, se filtra la suspensión por gravedad o al vacío con el empleo de embudos Buchner aplicando poca succión para evitar que el suelo se seque completamente. Si el filtrado obtenido es turbio debe repetirse la filtración. A continuación se lava el exceso de sodio con 10 porciones de 5 ml de etanol de 96 %. Se agregan, luego, 5 porciones de 20 ml de NH4(C2H3O2) 1 N. Se pasa el filtrado a balones aforados de 250 ml y se completa el volumen con agua destilada.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 5268
4.2.4.2 Cuantificación Se determina el sodio con el equipo de absorción atómica o absorción atómica en emisión, previa calibración con una curva con patrones de Na. 4.2.4.3 Cálculo de humedad Se pesan 10 g de suelo en una cápsula metálica con tapa de ajuste hermético, y se deja en la estufa a 105 °C por 24 h. Se enfría en un desecador y se pesa de nuevo. La humedad se calcula sobre la base de suelo seco y se representa por Pw. 4.2.5 Expresión de los resultados -
Cálculo de la humedad a 105 °C en base seca (Pw)
pw =
( mhúmeda − msec a ) x 100 msec a
en donde mhúmeda =
-
peso en gramos de la muestra húmeda
mseca
=
peso en gramos de la muestra seca
Pw
=
humedad de la muestra a 105 °C, expresada sobre base seca
Cálculo de CIC La CIC se expresa como cmol carga/kg de suelo seco3 a 105 °C y se calcula de la siguiente manera: CIC =
meq / l de Na x 250 x ( 100 + Pw ) 1 000 x mmuestra
en donde mmuestra
=
peso en gramos de la muestra seca
Pw
=
humedad de la muestra a 105 °C, expresada sobre base seca
NOTA Si la lectura de sodio no se realiza directamente en meq/l se debe hacer la conversión respectiva para aplicar la formula.
5.
INFORME DE LOS ENSAYOS
El informe del ensayo debe incluir al menos la siguiente información:
3
-
método empleado (es decir, método A o B),
-
identificación y características de la muestra,
-
cualquier desviaciones del método de ensayo descrito en esta norma.
1 cmol carga / kg es igual a 1 meq / 100 g.
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NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 5268 ANEXO A (Informativo)
BIBLIOGRAFÍA
AMERICA SOCIETY OF AGRONOMY INC. AND SOIL SCIENCE SOCIETY OF AMERICA. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. Madison, Wisconsin USA, 1983. INSTITUTO GEOGRÁFICO AGUSTÍN CODAZZI. Métodos analíticos del laboratorio de suelos. IGAC, 1979. MALAGÓN, Dimas; PULIDO, Carlos; y otros. Suelos de Colombia. Origen, evolución y clasificación. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Bogotá, 1995. ROJAS, Leyla; GONZÁLEZ Gloria; y otros. El análisis de suelos, plantas y aguas para Riego. ICA. Bogotá, Octubre de 1989.
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