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• LISSET REGINA RODRIGUEZ POLANCO

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

UNT FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGRÍCOLA PRÁCTICA 05 TEMA: “FLOCULACIÓN Y DISPERSIÓN DE LOS SUELOS AGRÍCOLAS”

TRUJILLO – PERÚ 2020

I.

TÍTULO: “FLOCULACIÓN Y DISPERSIÓN DE LOS SUELOS AGRÍCOLAS”

II.

OBJETIVOS:  Determinar la importancia de la floculación y dispersión en los suelos agrícolas.  Determinar el efecto de algunos elementos floculantes y dispersantes.  Reconocer y utilizar los materiales, herramientas y reactivos necesarios para esta práctica.

III.

FUNDAMENTO: En la sorción se describen procesos físicos químicos de superficie (tenemos a absorción, adsorción, polimerización, precipitación) en los que hay transferencia de material, que va de la fase líquida del suelo a la superficie de la fase sólida que se llama interfase. Se basa en las fuerzas de London Van der Waals, Fuerzas electrostáticas

IV.

y

Fuerzas

de

enlace

covalente.

MATERIALES:  Agua destilada  Bombilla  Calgón  Coloides (arcillas) caolinita-ventonita  Cloruro de calcio: CaCl2  Cloruro de sodio: NaCl  Papel servilleta  Pipeta graduada  Piseta  Probeta Bouyoucos  Rejilla  Tamiz  Tubos de ensayo

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V.

PROCEDIMIENTO: PASO N°01: Tomamos los 3 tubos de ensayo, colocamos una pequeña cantidad de caolinita a cada uno de ellos y los llevamos a la rejilla. PASO N°02: Los enumeramos de la siguiente manera: T 0 , T 1 , T 2 . PASO N°03: Con la ayuda de la pipeta llenamos los tubos de ensayo con agua destilada (6 ml cm3 ¿ y los agitamos para obtener una mezcla. PASO N°04: Dejamos reposar el tubo testigo (T ¿¿ 0)¿, al tubo de ensayo T 1 le agregamos cloruro de calcio (CaCl2) y al tubo de ensayoT 2 le agregamos cloruro de sodio (NaCl), finalmente agitamos los tubos de ensayo T 1 y T 2 . PASO N°05: Observamos que el tubo de ensayo T 2 que contiene cloruro de sodio (NaCl) siempre estará disperso (similar al agua turbia), ocurriendo lo contrario con el tubo de ensayo T 1 donde desaparece la turbidez del contenido juntándose las moléculas y diferenciándose el soluto del solvente. PASO N°06: Comparamos los tubos de ensayo T 1 y T 2 con el tubo de ensayo T 0 demostrando así la floculación y la dispersión. 

Si el suelo no es caolinita, utilizamos el método de la primera parte del tercio inicial de Bouyoucos: Primera parte. PASO N° 01: Tomamos y pesamos una muestra de suelo. Dejamos secar la muestra (50gr) al aire o en la estufa, posteriormente cernir la tierra con un tamiz (N° 10) obteniendo tierra fina al aire (T.F.S.A.) o a la estufa, obtenemos tierra fina seca a la estufa (T.F.S.E.). PASO N° 02: Colocamos la muestra en un vaso de agitador y añadimos ¾ de agua destilada del volumen del recipiente antes ya mencionado y 20 ml de calgon y removemos. PASO N° 03: Se obtiene de la mezcla realizada en el vaso agitador a lo que llamaremos sobrenadante. Segunda parte. PASO N°01: Colocamos 3 tubos de ensayo en la rejilla. PASO N°02: Con la ayuda de la pipeta llenamos los tubos de ensayo con agua destilada y le agregamos el sobrenadante, luego los agitamos. PASO N°03: Le agregamos 20 ml de calgón y observamos que se dispersa.

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PASO N°04: Para flocularlo le agregamos 4 ml de cloruro de calcio y vamos a tener una sustancia floculada. VI.

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA  Coloide Los coloides son partículas minerales (como las arcillas) u orgánicas (como la materia orgánica en últimos estados de descomposición), que tienen la característica de poseer en su superficie cargas eléctricas sin neutralizar, tanto negativas como positivas. Los nutrientes de las plantas también tienen cargas eléctricas. Esto porque los nutrientes son átomos o moléculas que poseen electrones o protones sin neutralizar. A los que tienen cargas positivas (por exceso de protones) se les denomina bases o cationes y son el amonio, el potasio, el calcio, el magnesio, el hierro, el manganeso, el zinc y el cobre y a los que tienen carga negativa (por exceso de electrones) se les denomina aniones y son el nitrato, el ácido fosfórico, el sulfato, el ácido bórico y el molibdato. Los coloides son mezclas de sustancias que se encuentra entre las soluciones y las suspensiones y cuyas partículas tienen un tamaño entre los 10 y 100 nanómetros. Están formados, por lo general, de partículas microscópicas difíciles de ver a simple vista, sin embargo, en ocasiones también pueden estar conformadas por partículas

macroscópicas

más

fáciles

de

observar.

Son el resultado de una mezcla que se lleva a cabo en dos fases: la fase dispersa y la fase dispersante o dispersora. (Toledo, s. f.)  Arcilla (Coloide mineral) Los componentes arenosos del suelo están revestidos de una especie de cola que los reúne en pequeños agregados y que determinan la estructura del suelo, cuya forma y solidez dependen de la proporción de los componentes que lo constituyen y principalmente de la pasta que se denomina genéricamente coloides del suelo. Entre estos coloides, algunos provienen de la alteración de la roca madre (coloides minerales), como en el caso de las arcillas. Otros se producen durante la descomposición de la materia orgánica o coloides orgánicos, como el humus. (Yamel, 2000)

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 La floculación Se produce cuando (en un coloide negativo) los iones positivos absorbidos son rechazados por los iones positivos del líquido hacia las cargas negativas del coloide, que son neutralizadas. La dispersión puede obtenerse de nuevo si los iones positivos se apartan de las cargas negativas del coloide la floculación es reversible. (Yamel, 2000) La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esa forma su decantación y posterior filtrado. Un problema práctico inherente a la floculación es que puede alterar la determinación de la textura del suelo al impedir que se mantenga la dispersión del suelo durante todo el tiempo que dura el análisis, debido a que partículas de determinados tamaños se unen entre sí, formando pseudo-agregados de tamaños mayores que, obedeciendo a la ley de Stokes, sedimentan con una velocidad mayor que aquella a la cual lo harían las partículas individuales. Si no hay suficiente arcilla y condiciones que permitan su floculación, la estructura no se forma. (Duchaufour, 1987)  Filosilicatos Los filosilicatos estructuralmente más sencillos son aquellos que consisten en el apilamiento indefinido de capas formadas por hojas tetraédricas (T) y octaédricas (O). Los dos minerales característicos de este tipo de filosilicatos son la antigorita (trioctaédrica) y la caolinita (dioctaédrica). Las capas TO son eléctricamente neutras pero los enlaces entre las mismas se verfica mediante enlaces de Van der Waals (débiles) al ser anisótropa la distribución de la energía de enlace dentro de las hojas. La baja energía de enlace de las uniones de Van der Waals es responsable de la exfoliación perfecta que presentan todos los filosilicatos. (Salisbury, 1994)  La dispersión de los suelos Es una propiedad considerada en la evaluación de la degradación física de los mismos. Esta se obtiene de la relación porcentual entre el contenido de micro agregados y de la fracción granulométrica del diámetro de la arcilla, por lo que está íntimamente ligada con el estado coloidal de los suelos. (Quirck, 2003) FUNDAMENTOS DE SUELOS AGRÍCOLAS

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La dispersión del suelo puede ser una de las causas del lavado y transporte de los coloides del suelo y con ello producirse el movimiento al ambiente de sustancias fuertemente adsorbidas a éstos, como metales pesados y ciertos pesticidas (Laegdsmand, De Jonge, & Moldrup, 2005)  Importancia para el análisis del suelo Muestra llamada frecuentemente agua del suelo, es realmente una solución diluida de sales de los iones Na+, K+, Ca++, Mg++, Cl-, SO4, HCO3-, CO3 y NO3-. Además de estos iones, cuyas cantidades en la solución realmente son significativas, existen otros en muy pequeñas cantidades, tanto orgánicos como inorgánicos y también formas no iónicas en solución, que se encuentran en equilibrio con su correspondiente fase sólida. Si durante un cierto tiempo no se adicionara ni quitara agua del suelo, la composición de la solución sería tal que satisfaría los productos de solubilidad de todos los sólidos presentes; además estaría en equilibrio con los iones adsorbidos. Pero en realidad este equilibrio no se alcanza o se alcanza por un tiempo muy breve ya que continuamente se adiciona y/o se pierde agua del suelo (lluvia, riego, evapotranspiración, etc.) y también los solutos están sujetos a cambios continuos. (Molina, 2007) VII.

RESULTADOS  Si partimos de un suelo floculado vamos a obtener la floculación y con ello agregamos un dispersante (cloruro de sodio), llegamos a la dispersión.  Se determinó el efecto de efecto de elementos floculantes (cloruro de calcio) y dispersantes (calgón).  Los materiales más importantes fueron las muestras de arcilla, los tubos de ensayo, el agua destilada y el reactivo dispersante (calgón) y floculante (cloruro de calcio).

VIII.

CONCLUSIONES  La floculación y la dispersión es importante debido a que nos permite saber el efecto que tiene el sodio y el calcio en los suelos llegando a determinar que el sodio

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es perjudicial para los suelos agrícolas porque dispersa las arcillas y la materia orgánica, destruye los agregados y disminuye la permeabilidad.  En los suelos agrícolas los floculantes dispersan las arcillas y taponean los poros del suelo creando una costra impermeable que impide el movimiento descendente del agua en el suelo.  Los materiales y reactivos fueron muy importantes para llevar a cabo este experimento y obtener datos e información valiosa. IX.

RECOMENDACIONES  Se debe tener conocimiento del tema, para un buen análisis en el laboratorio.  Se recomienda tener todos los materiales y herramientas empleadas para una efectiva ejecución de la práctica.

X.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

Duchaufour, P. (1987). En Manual de Edafología (págs. 38-42). Barcelona:

Masson. 

Garavito. N. F. 1979. Propiedades Químicas del Suelo. Edición 1. Editorial

SENA. 76 pág. 

Laegdsmand, M., De Jonge, L., & Moldrup, P. (2005). En Lixiviación de

coloides y materia orgánica disuelta de columnas empaquetadas con agregados naturales del suelo (págs. 13-17). Soil Science 170. 

Molina. N. 2007. Físico Químico del Suelo. Edición 1. Editorial.

SENNOVA. 34 pág. 

Quirck. (2003). Comentarios sobre "Modelos difusos de doble capa, fuerzas

de rango de lange y ordenamiento de coloides arcillosos". Soil Science Society of America Journal 67. 

Salisbury, F. B. 2011. Fisiología Vegetal. Edición 1. Editorial Iberoamérica.

46 pág. 

Toledo, M. T. (s. f.). Manejo de suelos ácidos en las zonas altas de

Honduras: conceptos y métodos. Repositorio IICA. Recuperado 28 de diciembre de 2020,

de

http://repositorio.iica.int/bitstream/handle/11324/3108/BVE17069071e.pdf;jsessioni d=A5CCB3DD3D0BAF7069B64D2E7A00C98F?sequence=1

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

Yamel, L. (2000). En relaciones hidricas en el continuo agua-suelo-planta-

atmosfera (págs. 27-30). Colombia: Impresora Feriva S.A.

XI.

ANEXOS CUESTIONARIO: 1. ¿Qué otros métodos existen para la determinación de la floculación y dispersión de los suelos agrícolas?  La coagulación: proceso de desestabilización y posterior agregación de partículas en suspensión coloidal presentes en el agua, para potenciar la etapa de decantación o espesado en la que esas partículas deben separarse del agua.  Método Bouyoucos. 2. ¿Cuál es la importancia de la floculación y dispersión de los suelos agrícolas? Floculación Su importancia radica en el efecto sobre la estabilidad de los agregados del suelo y el crecimiento vegetal, pueden formarse agregados estables solamente en suelos que contienen arcillas y sustancias húmicas floculadas. Cuando los suelos son lixiviados por el agua de lluvia, se produce un lavado de sales, las cuales normalmente desaparecen del perfil. En estas condiciones, parte de las arcillas y las sustancias húmicas comienzan a ser dispersadas y a migrar junto al agua de lavado. Dispersión Es importante porque da origen a los agregados del suelo y el crecimiento vegetal. Permite la estabilidad de las partículas en un clúster, pues están unidas por fuerzas débiles entre átomos o moléculas con cargas diferentes, cuando se rompen estas moléculas, entonces los coloides floculan. 3. ¿Pueden los suelos arenosos y francos utilizarse para la determinación de la floculación? ¿Sí o no? ¿Por qué? Si, los suelos arenosos y francos son ásperos, por lo tanto, pueden ser utilizados para determinar la floculación y la dispersión, dado que el aspecto y características

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de ambos suelos pueden ser utilizados con facilidad para la determinación de la floculación.

4. ¿Qué elementos o compuestos orgánicos e inorgánicos son floculantes de los suelos agrícolas? Se puede utilizar Calgón ((NaPO3)6 + Na2CO3) y una mezcla propuesta de pirofosfato de sodio (Na4P2O7) 0.1M a pH 10 y ((NaPO3) 6 + Na2CO3)) 5. ¿Por qué se utiliza agua destilada y no común? Porque el agua destilada es más pura y está libre de impurezas (sales, minerales, metales o microorganismos) y de esta forma nos permitirá una mejor ejecución de la practica en el laboratorio. FIGURA N° 01: Añadiendo una pequeño cantidad de caolinita a cada tubo de ensayo.

FIGURA N° 02: Agregando agua destilada a cada tubo de ensayo que contiene caolinita.

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FIGURA N° 03: Agitamos a cada tubo que contiene la solucion de caolinita y agua destilada.

FIGURA N° 04: Añadiendo NaCl a cada tubo de ensayo que contiene la solucion

FIGUR A N° 05: Observando la primera reacción, efecto dispersante.

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FIGUR A N° 06: Agregando CaCl2 solo a dos tubos de ensayo.

FI G UR A N° 07: Agitamos brevemente la solucion compuesta.

FI G UR A N° 08: Segunda observación del efecto floculante.

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FI G UR A N° 09: Análisis del efecto dispersante en uno de los tubos de ensayo contenida la solucion

FI G UR A N° 10: Suelos problemas

FIG URA N° 11: Piseta

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FIG URA N° 12: Papel higienico

FIGURA N° 13: Tamiz

FIGURA N° 14: Pipeta graduada

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FIGURA N° 15: Bombilla

FIGURA N° 16: Tubos de ensayo

FIGURA N°17: NaCl y CaCl2

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FIGURA N°18: Probeta de Bouyoucos

FIGURA N°19: Calgon

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