lab. quimica ambiental_practicas 1 a 9

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Universidad Nacional Experimental Marítima del Caribe Vicerrectorado Académico Dirección de Gestión de Docentes Coordinación de Ciencias Ambientales MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA AMBIENTAL Elaborado por: Prof. Marian R. Lossada Levi T.S.U. Almary Aristigueta

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laboratorio de quimica ambiental

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Page 1: Lab. Quimica Ambiental_Practicas 1 a 9

Universidad Nacional Experimental Mariacutetima del CaribeVicerrectorado Acadeacutemico

Direccioacuten de Gestioacuten de DocentesCoordinacioacuten de Ciencias Ambientales

MANUAL DE LABORATORIO DE QUIacuteMICA AMBIENTAL

Elaborado porProf Marian R Lossada Levi

TSU Almary Aristigueta

Catia la Mar Marzo de 2013

INDICE

Pag

PRACTICA Nordm 1MUESTREO DE AGUA Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1

PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

5

PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

9

PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

13

PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

18

PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

22

PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

27

PRACTICA NO 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

34

PRACTICA NO 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

40

PRACTICA NO 10DETERMINACIOacuteN DE PARTIacuteCULAS TOTALES SUSPENDIDAS (PTS) EN EL AIRE

45

Laboratorio de Quiacutemica Ambiental (Ing Ambiental)

PRACTICA Nordm 1MUESTREO DE AGUA Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute los procedimientos de muestreo de diferentes cuerpos de agua y aguas residualesb) El alumno aplicaraacute los criterios para manejo preservacioacuten y transporte de muestras

2 INTRODUCCIOacuteNLas teacutecnicas de muestreo deben asegurar la obtencioacuten de muestras representativas ya que los datos que se deriven de los anaacutelisis de dichas muestras seraacuten la base para el proyecto de las instalaciones de tratamiento o para la verificacioacuten del cumplimiento de la normatividad entre muchas otras aplicaciones que pudieran tener los resultados de ahiacute que el muestreo se debe llevar a cabo de manera minuciosa para que sea reproducible y para conservar las condiciones fiacutesicas y quiacutemicas de la muestras durante los periacuteodos de traslado almacenamiento y anaacutelisis

Recomendaciones para el muestreoAlgunas normas usuales (extraiacutedas de la praacutectica cotidiana) a tener en cuenta durante un muestreo de aguas con independencia del sistema usado pueden ser1) Cuando se van a tomar varias muestras en un punto o estacioacuten de muestreo se tomaraacute en primer lugar el volumen destinado al anaacutelisis microbioloacutegico despueacutes la aliacutecuota destinada al anaacutelisis bioloacutegico y en uacuteltimo lugar la destinada a las determinaciones fisicoquiacutemicas con lo cual se evitaraacuten posibles contaminaciones2) En muestreos en profundidad en lagos o embalses las muestras se colectaraacuten desde la superficie hacia la zona maacutes profunda para eludir en lo posible la mezcla de capas de agua3) Las muestras de agua de fondo se colectaraacuten evitando remover los sedimentos circunstancia que alterariacutea gravemente el resultado analiacutetico posterior4) En muestras de vertidos es importante considerar que la concentracioacuten de partiacuteculas se afecta tanto en profundidad como espacialmente pudiendo no ser homogeacutenea en el tiempo5) Si se toman muestras de agua profunda el recipiente debe quedar hermeacuteticamente cerrado para evitar que sustancias oxidables al contacto con el aire variacuteen su concentracioacuten desde su origen hasta el momento del definitivo anaacutelisis en el laboratorio

3 MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOSbull Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Envases de plaacutestico o vidrio inertes al agua 1 de 100 ml y 1 de 2 L de capacidad como miacutenimo con tapones del mismo material que proporcionen cierre hermeacuteticobull Termoacutemetro con escala de -10 a 110ordmCbull Potencioacutemetro o tira s reactivas para determinacioacuten de pHbull Hielera con bolsas refrigerantes o bolsas con hielobull Agua destilada o desionizadabull Solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 100 mgLbull Algodoacuten

4 DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de aplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas residuales y residuales tratadasPlan de muestreoRealizar un plan de trabajo en el que se establezcan1 Puntos de muestreo (Elegir los puntos de muestreo con ayuda de su profesor)2 Anaacutelisis de campo

Prof Marian Lossada (UMC)1

Laboratorio de Quiacutemica Ambiental (Ing Ambiental)

3 Anaacutelisis de laboratorio4 Preservacioacuten de muestra5 Horarios de muestreo6 Lista de verificacioacuten de todos los documentos (Hoja de campo Bitaacutecora cadena de custodia Etc) equipos materiales y reactivos necesarios41 Preparacioacuten de envases para toma de muestrasPara anaacutelisis bacterioloacutegicoToma de muestra de agua sin cloro residual- Deben esterilizarse frascos de muestreo en estufa a 170ordm C por un tiempo miacutenimo de 60 min o en autoclave a 120ordm C durante 15 minAntes de la esterilizacioacuten con papel resistente a eacutesta debe cubrirse en forma de capuchoacuten el tapoacuten del frasco42 Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Los de vidrio o plaacutestico se limpian enjuagaacutendolos varias veces con agua y mantenieacutendolos despueacutes de 12 a 24 horas con una solucioacuten de HCl 1MPosteriormente se enjuagaraacuten con agua destilada hasta eliminar las trazas de aacutecido presentes (el aacutecido usado puede reutilizarse para varios lavados) No usar detergentes en el lavado de material debido a su capacidad de absorberse sobre las paredes y a su difiacutecil eliminacioacuten Es preferible proceder a lavados con mezcla croacutemica (aacutecido sulfuacuterico y dicromato potaacutesico) que en general suelen ser maacutes draacutesticos y efectivos Se recomienda que los recipientes empleados en la toma de muestras de agua destinada a anaacutelisis de grasas sean finalmente lavados con alguacuten disolvente de las grasas como el propio freoacuten usado en el posterior anaacutelisis para retirar las uacuteltimas trazas de aquellas En muestras para anaacutelisis de plaguicidas se puede enjuagar el recipiente con hexano o similares43 Identificacioacuten (ID) y Control de Muestras431 Para la identificacioacuten de las muestras deben etiquetarse los frascos y envases con la siguiente informacioacuten4312 Nuacutemero de registro para identificar la muestra y4313 Fecha y hora de muestreo432 Para el control de la muestra debe llevarse un registro en bitaacutecora con los datos indicados en la etiqueta del frasco o envase referida en el inciso 431 asiacute como la siguiente informacioacuten4322 Identificacioacuten del punto o sitio de muestreo4323 Temperatura ambiente y temperatura del agua (llevar un termoacutemetro)4324 pH (llevar tiras reactivas de papel pH)4325 Presencia de Cloro residual (inspeccionar el olor y color del agua)4326 Tipo de anaacutelisis a efectuar

4327 Teacutecnica de preservacioacuten empleada4328 Observaciones relativas a la toma de muestra en su caso y Nombre de la persona que realiza el muestreoAlmacenar y preservar la muestra de acuerdo de la siguiente tabla

Recipientes requeridos para el transporte y conservacioacuten de las muestras en funcioacuten al

paraacutemetro a evaluar

Paraacutemetro Nuacutemero derecipientes

Material de

recipiente

Volumenmiacutenimo delrecipiente

(ml)

Preservacioacuten de lasmuestras

DQO 1 Vidrio 500 Con H2SO4 para un pH lt 2Metalespesados

1 Polietileno o

1000 Con HNO3 para un pH lt 2

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Laboratorio de Quiacutemica Ambiental (Ing Ambiental)

VidrioFisicoquiacutemicos

2 Polietileno 2000 Sin preservadores

( ) Entendiendo por fisicoquiacutemicos los siguientes paraacutemetros que se realizaraacuten en las siguientes sesiones

pH en el laboratorio potenciomeacutetricamente Conductividad en el laboratorio Soacutelidos en todas sus formas Demanda bioquiacutemica de oxigeno (DBO5) Materia flotante

5- RESULTADOS51 Hacer un croquis del lugar de muestreo (adicionar planos fotografiacutea del lugar etc) Marcar en el croquis cuaacuteles fueron los puntos de muestreo elegidos52 Anaacutelisis visual del lugar determinar lo siguiente521 Color del agua y olor522 Tipo de vegetacioacuten523 Tipo de fauna Basura Paso de gente524 Empresas cercanas al lugar525 Reportar en el lugar del muestreo la presencia o ausencia de materia orgaacutenica pH y temperatura en la siguiente tabla

Muestra No (ID)

Materiaorgaacutenica

Color pH Temperatura Hora de muestreo

58 Cadena de CustodiaRealice un cuadro con la siguiente informacioacutenNombre y firma de la persona que tomoacute la muestraLaboratorio en donde se analizaraacute la muestra y fecha en la que se entrega al laboratorio lamuestraNombre de los analistas que realizaraacuten el anaacutelisisNombre del jefe inmediato a quien se entregaraacuten los resultados

6 CUESTIONARIO1- iquestCuaacutel es el objetivo del muestreo2- iquestQueacute es una cadena de custodia3- Indica tres diferencias entre los muestreos de aguas residuales cuerpos receptores y agua para uso y consumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados4- Verificar en el apeacutendice normativo de la NOM014SSA1-1993 los lineamientos para el material de envase la preservacioacuten y tiempo de almacenamiento que se permiten para realizar las determinaciones5- De acuerdo al tipo de agua muestreada iquestCoacutemo preservaste la muestra en funcioacuten de los paraacutemetros a determinar

7 BIBLIOGRAFIacuteA1 NOM-AA-891 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua-Vocabulario Parte 12 NOM-AA-892 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua -Vocabulario Parte 2

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

Prof Marian Lossada (UMC)11

Laboratorio de Quiacutemica Ambiental (Ing Ambiental)

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

Prof Marian Lossada (UMC)12

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Page 2: Lab. Quimica Ambiental_Practicas 1 a 9

INDICE

Pag

PRACTICA Nordm 1MUESTREO DE AGUA Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1

PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

5

PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

9

PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

13

PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

18

PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

22

PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

27

PRACTICA NO 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

34

PRACTICA NO 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

40

PRACTICA NO 10DETERMINACIOacuteN DE PARTIacuteCULAS TOTALES SUSPENDIDAS (PTS) EN EL AIRE

45

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PRACTICA Nordm 1MUESTREO DE AGUA Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute los procedimientos de muestreo de diferentes cuerpos de agua y aguas residualesb) El alumno aplicaraacute los criterios para manejo preservacioacuten y transporte de muestras

2 INTRODUCCIOacuteNLas teacutecnicas de muestreo deben asegurar la obtencioacuten de muestras representativas ya que los datos que se deriven de los anaacutelisis de dichas muestras seraacuten la base para el proyecto de las instalaciones de tratamiento o para la verificacioacuten del cumplimiento de la normatividad entre muchas otras aplicaciones que pudieran tener los resultados de ahiacute que el muestreo se debe llevar a cabo de manera minuciosa para que sea reproducible y para conservar las condiciones fiacutesicas y quiacutemicas de la muestras durante los periacuteodos de traslado almacenamiento y anaacutelisis

Recomendaciones para el muestreoAlgunas normas usuales (extraiacutedas de la praacutectica cotidiana) a tener en cuenta durante un muestreo de aguas con independencia del sistema usado pueden ser1) Cuando se van a tomar varias muestras en un punto o estacioacuten de muestreo se tomaraacute en primer lugar el volumen destinado al anaacutelisis microbioloacutegico despueacutes la aliacutecuota destinada al anaacutelisis bioloacutegico y en uacuteltimo lugar la destinada a las determinaciones fisicoquiacutemicas con lo cual se evitaraacuten posibles contaminaciones2) En muestreos en profundidad en lagos o embalses las muestras se colectaraacuten desde la superficie hacia la zona maacutes profunda para eludir en lo posible la mezcla de capas de agua3) Las muestras de agua de fondo se colectaraacuten evitando remover los sedimentos circunstancia que alterariacutea gravemente el resultado analiacutetico posterior4) En muestras de vertidos es importante considerar que la concentracioacuten de partiacuteculas se afecta tanto en profundidad como espacialmente pudiendo no ser homogeacutenea en el tiempo5) Si se toman muestras de agua profunda el recipiente debe quedar hermeacuteticamente cerrado para evitar que sustancias oxidables al contacto con el aire variacuteen su concentracioacuten desde su origen hasta el momento del definitivo anaacutelisis en el laboratorio

3 MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOSbull Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Envases de plaacutestico o vidrio inertes al agua 1 de 100 ml y 1 de 2 L de capacidad como miacutenimo con tapones del mismo material que proporcionen cierre hermeacuteticobull Termoacutemetro con escala de -10 a 110ordmCbull Potencioacutemetro o tira s reactivas para determinacioacuten de pHbull Hielera con bolsas refrigerantes o bolsas con hielobull Agua destilada o desionizadabull Solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 100 mgLbull Algodoacuten

4 DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de aplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas residuales y residuales tratadasPlan de muestreoRealizar un plan de trabajo en el que se establezcan1 Puntos de muestreo (Elegir los puntos de muestreo con ayuda de su profesor)2 Anaacutelisis de campo

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3 Anaacutelisis de laboratorio4 Preservacioacuten de muestra5 Horarios de muestreo6 Lista de verificacioacuten de todos los documentos (Hoja de campo Bitaacutecora cadena de custodia Etc) equipos materiales y reactivos necesarios41 Preparacioacuten de envases para toma de muestrasPara anaacutelisis bacterioloacutegicoToma de muestra de agua sin cloro residual- Deben esterilizarse frascos de muestreo en estufa a 170ordm C por un tiempo miacutenimo de 60 min o en autoclave a 120ordm C durante 15 minAntes de la esterilizacioacuten con papel resistente a eacutesta debe cubrirse en forma de capuchoacuten el tapoacuten del frasco42 Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Los de vidrio o plaacutestico se limpian enjuagaacutendolos varias veces con agua y mantenieacutendolos despueacutes de 12 a 24 horas con una solucioacuten de HCl 1MPosteriormente se enjuagaraacuten con agua destilada hasta eliminar las trazas de aacutecido presentes (el aacutecido usado puede reutilizarse para varios lavados) No usar detergentes en el lavado de material debido a su capacidad de absorberse sobre las paredes y a su difiacutecil eliminacioacuten Es preferible proceder a lavados con mezcla croacutemica (aacutecido sulfuacuterico y dicromato potaacutesico) que en general suelen ser maacutes draacutesticos y efectivos Se recomienda que los recipientes empleados en la toma de muestras de agua destinada a anaacutelisis de grasas sean finalmente lavados con alguacuten disolvente de las grasas como el propio freoacuten usado en el posterior anaacutelisis para retirar las uacuteltimas trazas de aquellas En muestras para anaacutelisis de plaguicidas se puede enjuagar el recipiente con hexano o similares43 Identificacioacuten (ID) y Control de Muestras431 Para la identificacioacuten de las muestras deben etiquetarse los frascos y envases con la siguiente informacioacuten4312 Nuacutemero de registro para identificar la muestra y4313 Fecha y hora de muestreo432 Para el control de la muestra debe llevarse un registro en bitaacutecora con los datos indicados en la etiqueta del frasco o envase referida en el inciso 431 asiacute como la siguiente informacioacuten4322 Identificacioacuten del punto o sitio de muestreo4323 Temperatura ambiente y temperatura del agua (llevar un termoacutemetro)4324 pH (llevar tiras reactivas de papel pH)4325 Presencia de Cloro residual (inspeccionar el olor y color del agua)4326 Tipo de anaacutelisis a efectuar

4327 Teacutecnica de preservacioacuten empleada4328 Observaciones relativas a la toma de muestra en su caso y Nombre de la persona que realiza el muestreoAlmacenar y preservar la muestra de acuerdo de la siguiente tabla

Recipientes requeridos para el transporte y conservacioacuten de las muestras en funcioacuten al

paraacutemetro a evaluar

Paraacutemetro Nuacutemero derecipientes

Material de

recipiente

Volumenmiacutenimo delrecipiente

(ml)

Preservacioacuten de lasmuestras

DQO 1 Vidrio 500 Con H2SO4 para un pH lt 2Metalespesados

1 Polietileno o

1000 Con HNO3 para un pH lt 2

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VidrioFisicoquiacutemicos

2 Polietileno 2000 Sin preservadores

( ) Entendiendo por fisicoquiacutemicos los siguientes paraacutemetros que se realizaraacuten en las siguientes sesiones

pH en el laboratorio potenciomeacutetricamente Conductividad en el laboratorio Soacutelidos en todas sus formas Demanda bioquiacutemica de oxigeno (DBO5) Materia flotante

5- RESULTADOS51 Hacer un croquis del lugar de muestreo (adicionar planos fotografiacutea del lugar etc) Marcar en el croquis cuaacuteles fueron los puntos de muestreo elegidos52 Anaacutelisis visual del lugar determinar lo siguiente521 Color del agua y olor522 Tipo de vegetacioacuten523 Tipo de fauna Basura Paso de gente524 Empresas cercanas al lugar525 Reportar en el lugar del muestreo la presencia o ausencia de materia orgaacutenica pH y temperatura en la siguiente tabla

Muestra No (ID)

Materiaorgaacutenica

Color pH Temperatura Hora de muestreo

58 Cadena de CustodiaRealice un cuadro con la siguiente informacioacutenNombre y firma de la persona que tomoacute la muestraLaboratorio en donde se analizaraacute la muestra y fecha en la que se entrega al laboratorio lamuestraNombre de los analistas que realizaraacuten el anaacutelisisNombre del jefe inmediato a quien se entregaraacuten los resultados

6 CUESTIONARIO1- iquestCuaacutel es el objetivo del muestreo2- iquestQueacute es una cadena de custodia3- Indica tres diferencias entre los muestreos de aguas residuales cuerpos receptores y agua para uso y consumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados4- Verificar en el apeacutendice normativo de la NOM014SSA1-1993 los lineamientos para el material de envase la preservacioacuten y tiempo de almacenamiento que se permiten para realizar las determinaciones5- De acuerdo al tipo de agua muestreada iquestCoacutemo preservaste la muestra en funcioacuten de los paraacutemetros a determinar

7 BIBLIOGRAFIacuteA1 NOM-AA-891 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua-Vocabulario Parte 12 NOM-AA-892 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua -Vocabulario Parte 2

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA Nordm 1MUESTREO DE AGUA Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute los procedimientos de muestreo de diferentes cuerpos de agua y aguas residualesb) El alumno aplicaraacute los criterios para manejo preservacioacuten y transporte de muestras

2 INTRODUCCIOacuteNLas teacutecnicas de muestreo deben asegurar la obtencioacuten de muestras representativas ya que los datos que se deriven de los anaacutelisis de dichas muestras seraacuten la base para el proyecto de las instalaciones de tratamiento o para la verificacioacuten del cumplimiento de la normatividad entre muchas otras aplicaciones que pudieran tener los resultados de ahiacute que el muestreo se debe llevar a cabo de manera minuciosa para que sea reproducible y para conservar las condiciones fiacutesicas y quiacutemicas de la muestras durante los periacuteodos de traslado almacenamiento y anaacutelisis

Recomendaciones para el muestreoAlgunas normas usuales (extraiacutedas de la praacutectica cotidiana) a tener en cuenta durante un muestreo de aguas con independencia del sistema usado pueden ser1) Cuando se van a tomar varias muestras en un punto o estacioacuten de muestreo se tomaraacute en primer lugar el volumen destinado al anaacutelisis microbioloacutegico despueacutes la aliacutecuota destinada al anaacutelisis bioloacutegico y en uacuteltimo lugar la destinada a las determinaciones fisicoquiacutemicas con lo cual se evitaraacuten posibles contaminaciones2) En muestreos en profundidad en lagos o embalses las muestras se colectaraacuten desde la superficie hacia la zona maacutes profunda para eludir en lo posible la mezcla de capas de agua3) Las muestras de agua de fondo se colectaraacuten evitando remover los sedimentos circunstancia que alterariacutea gravemente el resultado analiacutetico posterior4) En muestras de vertidos es importante considerar que la concentracioacuten de partiacuteculas se afecta tanto en profundidad como espacialmente pudiendo no ser homogeacutenea en el tiempo5) Si se toman muestras de agua profunda el recipiente debe quedar hermeacuteticamente cerrado para evitar que sustancias oxidables al contacto con el aire variacuteen su concentracioacuten desde su origen hasta el momento del definitivo anaacutelisis en el laboratorio

3 MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOSbull Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Envases de plaacutestico o vidrio inertes al agua 1 de 100 ml y 1 de 2 L de capacidad como miacutenimo con tapones del mismo material que proporcionen cierre hermeacuteticobull Termoacutemetro con escala de -10 a 110ordmCbull Potencioacutemetro o tira s reactivas para determinacioacuten de pHbull Hielera con bolsas refrigerantes o bolsas con hielobull Agua destilada o desionizadabull Solucioacuten de hipoclorito de sodio con una concentracioacuten de 100 mgLbull Algodoacuten

4 DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de aplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas residuales y residuales tratadasPlan de muestreoRealizar un plan de trabajo en el que se establezcan1 Puntos de muestreo (Elegir los puntos de muestreo con ayuda de su profesor)2 Anaacutelisis de campo

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3 Anaacutelisis de laboratorio4 Preservacioacuten de muestra5 Horarios de muestreo6 Lista de verificacioacuten de todos los documentos (Hoja de campo Bitaacutecora cadena de custodia Etc) equipos materiales y reactivos necesarios41 Preparacioacuten de envases para toma de muestrasPara anaacutelisis bacterioloacutegicoToma de muestra de agua sin cloro residual- Deben esterilizarse frascos de muestreo en estufa a 170ordm C por un tiempo miacutenimo de 60 min o en autoclave a 120ordm C durante 15 minAntes de la esterilizacioacuten con papel resistente a eacutesta debe cubrirse en forma de capuchoacuten el tapoacuten del frasco42 Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Los de vidrio o plaacutestico se limpian enjuagaacutendolos varias veces con agua y mantenieacutendolos despueacutes de 12 a 24 horas con una solucioacuten de HCl 1MPosteriormente se enjuagaraacuten con agua destilada hasta eliminar las trazas de aacutecido presentes (el aacutecido usado puede reutilizarse para varios lavados) No usar detergentes en el lavado de material debido a su capacidad de absorberse sobre las paredes y a su difiacutecil eliminacioacuten Es preferible proceder a lavados con mezcla croacutemica (aacutecido sulfuacuterico y dicromato potaacutesico) que en general suelen ser maacutes draacutesticos y efectivos Se recomienda que los recipientes empleados en la toma de muestras de agua destinada a anaacutelisis de grasas sean finalmente lavados con alguacuten disolvente de las grasas como el propio freoacuten usado en el posterior anaacutelisis para retirar las uacuteltimas trazas de aquellas En muestras para anaacutelisis de plaguicidas se puede enjuagar el recipiente con hexano o similares43 Identificacioacuten (ID) y Control de Muestras431 Para la identificacioacuten de las muestras deben etiquetarse los frascos y envases con la siguiente informacioacuten4312 Nuacutemero de registro para identificar la muestra y4313 Fecha y hora de muestreo432 Para el control de la muestra debe llevarse un registro en bitaacutecora con los datos indicados en la etiqueta del frasco o envase referida en el inciso 431 asiacute como la siguiente informacioacuten4322 Identificacioacuten del punto o sitio de muestreo4323 Temperatura ambiente y temperatura del agua (llevar un termoacutemetro)4324 pH (llevar tiras reactivas de papel pH)4325 Presencia de Cloro residual (inspeccionar el olor y color del agua)4326 Tipo de anaacutelisis a efectuar

4327 Teacutecnica de preservacioacuten empleada4328 Observaciones relativas a la toma de muestra en su caso y Nombre de la persona que realiza el muestreoAlmacenar y preservar la muestra de acuerdo de la siguiente tabla

Recipientes requeridos para el transporte y conservacioacuten de las muestras en funcioacuten al

paraacutemetro a evaluar

Paraacutemetro Nuacutemero derecipientes

Material de

recipiente

Volumenmiacutenimo delrecipiente

(ml)

Preservacioacuten de lasmuestras

DQO 1 Vidrio 500 Con H2SO4 para un pH lt 2Metalespesados

1 Polietileno o

1000 Con HNO3 para un pH lt 2

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VidrioFisicoquiacutemicos

2 Polietileno 2000 Sin preservadores

( ) Entendiendo por fisicoquiacutemicos los siguientes paraacutemetros que se realizaraacuten en las siguientes sesiones

pH en el laboratorio potenciomeacutetricamente Conductividad en el laboratorio Soacutelidos en todas sus formas Demanda bioquiacutemica de oxigeno (DBO5) Materia flotante

5- RESULTADOS51 Hacer un croquis del lugar de muestreo (adicionar planos fotografiacutea del lugar etc) Marcar en el croquis cuaacuteles fueron los puntos de muestreo elegidos52 Anaacutelisis visual del lugar determinar lo siguiente521 Color del agua y olor522 Tipo de vegetacioacuten523 Tipo de fauna Basura Paso de gente524 Empresas cercanas al lugar525 Reportar en el lugar del muestreo la presencia o ausencia de materia orgaacutenica pH y temperatura en la siguiente tabla

Muestra No (ID)

Materiaorgaacutenica

Color pH Temperatura Hora de muestreo

58 Cadena de CustodiaRealice un cuadro con la siguiente informacioacutenNombre y firma de la persona que tomoacute la muestraLaboratorio en donde se analizaraacute la muestra y fecha en la que se entrega al laboratorio lamuestraNombre de los analistas que realizaraacuten el anaacutelisisNombre del jefe inmediato a quien se entregaraacuten los resultados

6 CUESTIONARIO1- iquestCuaacutel es el objetivo del muestreo2- iquestQueacute es una cadena de custodia3- Indica tres diferencias entre los muestreos de aguas residuales cuerpos receptores y agua para uso y consumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados4- Verificar en el apeacutendice normativo de la NOM014SSA1-1993 los lineamientos para el material de envase la preservacioacuten y tiempo de almacenamiento que se permiten para realizar las determinaciones5- De acuerdo al tipo de agua muestreada iquestCoacutemo preservaste la muestra en funcioacuten de los paraacutemetros a determinar

7 BIBLIOGRAFIacuteA1 NOM-AA-891 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua-Vocabulario Parte 12 NOM-AA-892 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua -Vocabulario Parte 2

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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3 Anaacutelisis de laboratorio4 Preservacioacuten de muestra5 Horarios de muestreo6 Lista de verificacioacuten de todos los documentos (Hoja de campo Bitaacutecora cadena de custodia Etc) equipos materiales y reactivos necesarios41 Preparacioacuten de envases para toma de muestrasPara anaacutelisis bacterioloacutegicoToma de muestra de agua sin cloro residual- Deben esterilizarse frascos de muestreo en estufa a 170ordm C por un tiempo miacutenimo de 60 min o en autoclave a 120ordm C durante 15 minAntes de la esterilizacioacuten con papel resistente a eacutesta debe cubrirse en forma de capuchoacuten el tapoacuten del frasco42 Para anaacutelisis fiacutesico-quiacutemico- Los de vidrio o plaacutestico se limpian enjuagaacutendolos varias veces con agua y mantenieacutendolos despueacutes de 12 a 24 horas con una solucioacuten de HCl 1MPosteriormente se enjuagaraacuten con agua destilada hasta eliminar las trazas de aacutecido presentes (el aacutecido usado puede reutilizarse para varios lavados) No usar detergentes en el lavado de material debido a su capacidad de absorberse sobre las paredes y a su difiacutecil eliminacioacuten Es preferible proceder a lavados con mezcla croacutemica (aacutecido sulfuacuterico y dicromato potaacutesico) que en general suelen ser maacutes draacutesticos y efectivos Se recomienda que los recipientes empleados en la toma de muestras de agua destinada a anaacutelisis de grasas sean finalmente lavados con alguacuten disolvente de las grasas como el propio freoacuten usado en el posterior anaacutelisis para retirar las uacuteltimas trazas de aquellas En muestras para anaacutelisis de plaguicidas se puede enjuagar el recipiente con hexano o similares43 Identificacioacuten (ID) y Control de Muestras431 Para la identificacioacuten de las muestras deben etiquetarse los frascos y envases con la siguiente informacioacuten4312 Nuacutemero de registro para identificar la muestra y4313 Fecha y hora de muestreo432 Para el control de la muestra debe llevarse un registro en bitaacutecora con los datos indicados en la etiqueta del frasco o envase referida en el inciso 431 asiacute como la siguiente informacioacuten4322 Identificacioacuten del punto o sitio de muestreo4323 Temperatura ambiente y temperatura del agua (llevar un termoacutemetro)4324 pH (llevar tiras reactivas de papel pH)4325 Presencia de Cloro residual (inspeccionar el olor y color del agua)4326 Tipo de anaacutelisis a efectuar

4327 Teacutecnica de preservacioacuten empleada4328 Observaciones relativas a la toma de muestra en su caso y Nombre de la persona que realiza el muestreoAlmacenar y preservar la muestra de acuerdo de la siguiente tabla

Recipientes requeridos para el transporte y conservacioacuten de las muestras en funcioacuten al

paraacutemetro a evaluar

Paraacutemetro Nuacutemero derecipientes

Material de

recipiente

Volumenmiacutenimo delrecipiente

(ml)

Preservacioacuten de lasmuestras

DQO 1 Vidrio 500 Con H2SO4 para un pH lt 2Metalespesados

1 Polietileno o

1000 Con HNO3 para un pH lt 2

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VidrioFisicoquiacutemicos

2 Polietileno 2000 Sin preservadores

( ) Entendiendo por fisicoquiacutemicos los siguientes paraacutemetros que se realizaraacuten en las siguientes sesiones

pH en el laboratorio potenciomeacutetricamente Conductividad en el laboratorio Soacutelidos en todas sus formas Demanda bioquiacutemica de oxigeno (DBO5) Materia flotante

5- RESULTADOS51 Hacer un croquis del lugar de muestreo (adicionar planos fotografiacutea del lugar etc) Marcar en el croquis cuaacuteles fueron los puntos de muestreo elegidos52 Anaacutelisis visual del lugar determinar lo siguiente521 Color del agua y olor522 Tipo de vegetacioacuten523 Tipo de fauna Basura Paso de gente524 Empresas cercanas al lugar525 Reportar en el lugar del muestreo la presencia o ausencia de materia orgaacutenica pH y temperatura en la siguiente tabla

Muestra No (ID)

Materiaorgaacutenica

Color pH Temperatura Hora de muestreo

58 Cadena de CustodiaRealice un cuadro con la siguiente informacioacutenNombre y firma de la persona que tomoacute la muestraLaboratorio en donde se analizaraacute la muestra y fecha en la que se entrega al laboratorio lamuestraNombre de los analistas que realizaraacuten el anaacutelisisNombre del jefe inmediato a quien se entregaraacuten los resultados

6 CUESTIONARIO1- iquestCuaacutel es el objetivo del muestreo2- iquestQueacute es una cadena de custodia3- Indica tres diferencias entre los muestreos de aguas residuales cuerpos receptores y agua para uso y consumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados4- Verificar en el apeacutendice normativo de la NOM014SSA1-1993 los lineamientos para el material de envase la preservacioacuten y tiempo de almacenamiento que se permiten para realizar las determinaciones5- De acuerdo al tipo de agua muestreada iquestCoacutemo preservaste la muestra en funcioacuten de los paraacutemetros a determinar

7 BIBLIOGRAFIacuteA1 NOM-AA-891 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua-Vocabulario Parte 12 NOM-AA-892 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua -Vocabulario Parte 2

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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VidrioFisicoquiacutemicos

2 Polietileno 2000 Sin preservadores

( ) Entendiendo por fisicoquiacutemicos los siguientes paraacutemetros que se realizaraacuten en las siguientes sesiones

pH en el laboratorio potenciomeacutetricamente Conductividad en el laboratorio Soacutelidos en todas sus formas Demanda bioquiacutemica de oxigeno (DBO5) Materia flotante

5- RESULTADOS51 Hacer un croquis del lugar de muestreo (adicionar planos fotografiacutea del lugar etc) Marcar en el croquis cuaacuteles fueron los puntos de muestreo elegidos52 Anaacutelisis visual del lugar determinar lo siguiente521 Color del agua y olor522 Tipo de vegetacioacuten523 Tipo de fauna Basura Paso de gente524 Empresas cercanas al lugar525 Reportar en el lugar del muestreo la presencia o ausencia de materia orgaacutenica pH y temperatura en la siguiente tabla

Muestra No (ID)

Materiaorgaacutenica

Color pH Temperatura Hora de muestreo

58 Cadena de CustodiaRealice un cuadro con la siguiente informacioacutenNombre y firma de la persona que tomoacute la muestraLaboratorio en donde se analizaraacute la muestra y fecha en la que se entrega al laboratorio lamuestraNombre de los analistas que realizaraacuten el anaacutelisisNombre del jefe inmediato a quien se entregaraacuten los resultados

6 CUESTIONARIO1- iquestCuaacutel es el objetivo del muestreo2- iquestQueacute es una cadena de custodia3- Indica tres diferencias entre los muestreos de aguas residuales cuerpos receptores y agua para uso y consumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados4- Verificar en el apeacutendice normativo de la NOM014SSA1-1993 los lineamientos para el material de envase la preservacioacuten y tiempo de almacenamiento que se permiten para realizar las determinaciones5- De acuerdo al tipo de agua muestreada iquestCoacutemo preservaste la muestra en funcioacuten de los paraacutemetros a determinar

7 BIBLIOGRAFIacuteA1 NOM-AA-891 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua-Vocabulario Parte 12 NOM-AA-892 Proteccioacuten al Ambiente Calidad del Agua -Vocabulario Parte 2

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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3 NOM-BB-14 Clasificacioacuten y Tamantildeos Nominales para Utensilios de Vidrio Empleados en Laboratorio4 NOM-Z-1 Sistema General de Unidades de Medida - Sistema Internacional de Unidades (SI)5 NOM-Z-13 Guiacutea para la Redaccioacuten Estructuracioacuten y Presentacioacuten de las NormasOficiales Mexicanas6 NMX-AA-003-1980 Aguas Residuales- Muestreo7 NMX-AA-014-1980 Cuerpos receptores - Muestreo8 NOM 014-SSA1-1993 Procedimientos sanitarios para el muestreo de agua para uso yconsumo humano en sistemas de abastecimiento de agua puacuteblicos y privados9 Standard Methods for the Examination of Water of Wastewater Seventeenth Edition APHA AWWA WPCF10 Instructivo para la vigilancia y Certificacioacuten de la Calidad Sanitaria del Agua para Consumo Humano Comisioacuten Interna de Salud Ambiental y Ocupacional Secretariacutea de Salud 198711 Guiacuteas para la Calidad del Agua Potable Volumen 2 Organizacioacuten Panamericana de laSalud 1987

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA Nordm 2PROPIEDADES FIacuteSICAS DEL AGUA

1 OBJETIVOS11 Conocer y aplicar las teacutecnicas analiacuteticas que permiten determinar la calidad del agua12 Analizar el intereacutes ecoloacutegico que tiene el estudio de las propiedades fiacutesicas del agua

2 INTRODUCCIONLas caracteriacutesticas fiacutesicas y organoleacutepticas son aquellas que se detectan sensorialmente y las caracteriacutesticas quiacutemicas nos indican la presencia de alguacuten constituyente quiacutemico A continuacioacuten se describe cada una de estas caracteriacutesticas

ORGANOLEacutePTICASPara efectos de evaluacioacuten el sabor y olor se ponderan por medio de los sentidos solo para el agua envasada o de uso y consumo humano debe ser agradable tolerable para la mayoriacutea de los consumidores siempre que no sean resultados de condiciones objetables desde el punto de vista bioloacutegico o quiacutemico

FIacuteSICASLas propiedades fiacutesicas se determinan por meacutetodos analiacuteticos de laboratorio y pueden ser entre otras

1 ColorEl color del agua se debe a la presencia materia orgaacutenica o inorgaacutenica Se establece

como Color Aparente cuando lo producen las sustancias disueltas y suspendidas Si se elimina toda la turbidez del agua se determina Color Puro

2 TurbidezLa turbidez es una expresioacuten de la propiedad oacuteptica que origina que la luz se disperse

y absorba en vez de transmitirse en liacutenea recta a traveacutes de la muestra

3 ConductividadLa conductividad es una expresioacuten numeacuterica de la capacidad de una solucioacuten para

transportar una corriente eleacutectrica Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracioacuten total

4 TemperaturaLa temperatura es la medicioacuten de la sensacioacuten de calor o friacuteo Es importante ya que a

traveacutes de ella se detecta un impacto ecoloacutegico significativo

5 Materia FlotablePor medio de este anaacutelisis se identifican las partiacuteculas con menor densidad que el

agua y es una prueba cualitativa que reporta presencia o ausencia de materia flotable

6 SoacutelidosLos anaacutelisis de soacutelidos son importantes en el control de procesos de tratamiento

bioloacutegico y fiacutesico de las aguas y para vigilar el cumplimiento de la normatividad existente A continuacioacuten se presenta la clasificacioacuten completa de estos componentes fiacutesicos

Soacutelidos totales Se define como la materia que permanece como residuo despueacutes de la evaporacioacuten y secado a 103ordmC El valor de los soacutelidos totales incluye material disuelto y no disuelto (soacutelidos suspendidos)

Soacutelidos suspendidos Son los residuos no filtrables o material no disuelto

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Soacutelidos volaacutetiles y soacutelidos fijos En aguas residuales y lodos se acostumbra hacer esta determinacioacuten con el fin de obtener una medida de la cantidad de materia orgaacutenica presente

El contenido de soacutelidos volaacutetiles se interpreta en teacuterminos de materia orgaacutenica teniendo en cuenta que a 550ordmC la materia orgaacutenica se oxida a una velocidad razonable formando CO2 y H2O que se volatilizan Sin embargo la interpretacioacuten no es exacta puesto que la peacuterdida de peso incluye tambieacuten peacuterdidas debidas a descomposicioacuten o volatilizacioacuten de ciertas sales minerales Compuestos de amonio como el bicarbonato de amonio se volatilizan completamente durante la calcinacioacuten

NH4HCO3 rarr NH3 uarr + H2Ouarr + CO2uarr

Otros como el carbonato de magnesio no son establesΔ

MgCO3 rarr MgO + CO2uarr350ordmC

En la praacutectica se prefiere cuantificar el contenido de materia orgaacutenica en aguas mediante ensayos como el de la Demanda Quiacutemica de Oxiacutegeno (DQO) o el de la Demanda Bioquiacutemica de Oxiacutegeno (DBO)

Soacutelidos sedimentables La denominacioacuten se aplica a los soacutelidos en suspensioacuten que se sedimentaraacuten bajo condiciones tranquilas por accioacuten de la gravedad

Es importante usar recipientes previamente acondicionados y de peso constante conel fin de no introducir errores en la determinacioacuten La determinacioacuten de soacutelidos

suspendidos totales y soacutelidos suspendidos volaacutetiles es importante para evaluar la concentracioacuten o ldquofuerza ldquo de aguas residuales y para determinar la eficiencia de las unidades de tratamiento En plantas de lodos activados estas determinaciones se usan para controlar el proceso y como factores de disentildeo de unidades de tratamiento bioloacutegico secundarioLa determinacioacuten de soacutelidos sedimentables es baacutesica para establecer la necesidad del disentildeo de tanques de sedimentacioacuten como unidades de tratamiento y para controlar su eficiencia

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPOS

31 MATERIALbull Caacutepsula de porcelana bull Vasos de precipitado de 50 y 100 mLbull Mechero Fisher bull Pipetas graduadas de 5 y 10 mLbull Pinzas para caacutepsula de porcelanabull Cono imhoffbull Kit de ultrafiltracioacutenbull Membranas de filtracioacutenbull Termoacutemetro bull Caja Petri32 EQUIPObull Balanza analiacuteticabull Placa de calentamientobull Estufa de temperatura controladabull Desecadorbull Muflabull Bomba de vaciacuteo

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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41 DETERMINACION DE SOacuteLIDOSINSTRUCCIONES PARTICULARESDecantar la muestra para eliminar partiacuteculas en suspensioacuten de gran tamantildeo Traer por equipo una botella de agua embotellada de 500 mL de alguna marca especiacutefica411 SOacuteLIDOS SEDIMENTABLES1) Mezclar la muestra a fin de asegurar una distribucioacuten homogeacutenea de los soacutelidos en suspensioacuten2) Depositar un litro de la muestra en un cono Imhoff de un litro de capacidad y dejarla reposar durante 45 minutos para que sedimenten los soacutelidos3) Transcurrido este tiempo agitar suavemente por rotacioacuten para que sedimenten los soacutelidos adheridos a las paredes de la probeta y dejar reposar la muestra otros 15 minutos4) Leer directamente en la probeta los mililitros de soacutelidos sedimentados5) Reportar el contenido de soacutelidos sedimentables como mililitros de soacutelidos por litro de muestra412 SOacuteLIDOS TOTALES1) Colocar aliacutecuota de 50 mL de muestra de agua residual o tratada en una caacutepsula de porcelana de peso conocido y constante Tambieacuten prepare una caacutepsula con 50 mL de agua potable de alguna marca conocida (eacutesta le serviraacute para la siguiente praacutectica)2) Si la caacutepsula que le proporcionen tiene una capacidad menor a 50 mL adicione el agua por partes puede adicionar 20mL dejar que casi se evaporen y adicionar otros 20 mL y asiacute hasta completar los 50 mL3) Calentar la parrilla hasta sequedad evitando proyecciones4) Introducir la caacutepsula a una estufa de temperatura constante y controlada a 105 ordmC durante una hora5) Determinar el contenido de soacutelidos totales en la muestra usando la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales = (A-B) 1000 Vmuestra (mL)dondeA = Peso del residuo maacutes la caacutepsula en mgB = Peso de la caacutepsula en mgNOTA Conservar la caacutepsula empleada en la determinacioacuten de ldquosoacutelidos totalesrdquo parautilizarla en la determinacioacuten de ldquo Dureza de aguardquo (Praacutectica No 5) Esta caacutepsulapuede permanecer en la estufa bien etiquetada hasta el inicio de la praacutectica No 5413 SOacuteLIDOS TOTALES DISUELTOS1) Filtrar 50 mL de agua a traveacutes de un embudo que contenga un papel filtro previamente lavado con agua desionizada2) Recolectar el agua filtrada en una caacutepsula de porcelana en condiciones similares a la de soacutelidos totales3) Continuar de acuerdo al procedimiento indicado para soacutelidos totales4) Determinar el contenido de soacutelidos totales disueltos en agua

mg de soacutelidos totales disueltosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

414 SOacuteLIDOS TOTALES SUSPENDIDOS1) Montar el equipo de ultrafiltracioacuten (siguiendo las instrucciones del profesor) utilizar una membrana de nylon de 045 μm de diaacutemetro de poro previamente pesada2) Filtrar 50 mL de muestra3) Lavar el residuo depositado sobre la membrana con 3 porciones de 10 mL de agua desionizada previamente filtrada4) Retirar la membrana por medio de pinzas y colocarla en una caja petri de vidrio5) Secar la membrana en una estufa de temperatura controlada a 105oC durante una hora

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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6) Pesar la membrana y determinar el contenido de soacutelidos totales suspendidos en la muestra de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

mg de soacutelidos totales suspendidosL = (A-B)1000 Vmuestra (mL)

donde A = Peso del residuo mas la membrana en mgB = Peso de la membrana en mg5- RESULTADOS1) Anotar en una tabla los resultados obtenidos2) Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada anotando los liacutemites maacuteximos permitidos

6 CUESTIONARIO1 Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para los paraacutemetros analizados

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Ortiz Monasterio P ldquoIntroduccioacuten al estudio de la contaminacioacuten en la nave espacial tierrardquo Ed Kaleidoscopio Meacutexico 1973 128 pags5 Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud Ambiental Agua Para Uso y Consumo Humano - Liacutemites Permisibles de Calidad y Tratamientos a que Debe Someterse el Agua para su Potabilizacion

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Page 11: Lab. Quimica Ambiental_Practicas 1 a 9

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PRACTICA NO 3DETERMINACION DE ACIDEZ EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno conoceraacute y aplicaraacute las teacutecnicas analiacuteticas que le permitan cuantificar las propiedades aacutecidas del aguab) El alumno analizaraacute el intereacutes ecoloacutegico de las propiedades aacutecidas del aguac) El alumno describiraacute como repercute la acidez en la calidad del agua

2- INTRODUCCIONLa acidez de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar bases como su capacidad para reaccionar con iones hidroxilo como su capacidad para ceder protones o como la medida de su contenido total de substancias aacutecidas

La determinacioacuten de la acidez es muy importante en ingenieriacutea sanitaria debido a las caracteriacutesticas corrosivas de las aguas aacutecidas y al costo que supone la remocioacuten y el control de las substancias que producen corrosioacuten El factor de corrosioacuten en la mayoriacutea de las aguas es el CO2 especialmente cuando estaacute acompantildeado de oxiacutegeno pero en residuos industriales es la acidez mineral El contenido de CO2 es tambieacuten un factor muy importante para la estimacioacuten de la dosis de cal y sosa en el ablandamiento de aguas duras En aguas naturales la acidez puede ser producida por el CO2 por la presencia de iones H+ libres por la presencia de acidez mineral proveniente de aacutecidos fuertes como el sulfuacuterico niacutetrico clorhiacutedrico etc y por la hidrolizacioacuten de sales de aacutecido fuerte y base deacutebil Algunos ejemplos de las reacciones mediante las cuales las causas mencionadas anteriormente producen acidez son las siguientes

CO2 + H2O rarr H2CO3 rarr HCO3- + H+

H2SO4 rarr SO4= + 2H+

Al2(SO4)3 + 6H2O rarr 2Al(OH)3 + 3SO4= + 6H+

FeCl3 + 3H2O rarr Fe(OH)3 + 3Cl- + 3H+

La causa maacutes comuacuten de acidez en aguas es el CO2 el cual puede estar disuelto en el agua como resultado de las reacciones de los coagulantes quiacutemicos usados en el tratamiento o de la oxidacioacuten de la materia orgaacutenica o por disolucioacuten del dioacutexido de carbono atmosfeacuterico El dioacutexido de carbono es un gas incoloro no combustible 153 veces maacutes pesado que el aire ligeramente soluble en agua

El CO2 se combina con el agua para formar un aacutecido deacutebil inestable aacutecido carboacutenico (H2CO3) el cual se descompone muy faacutecilmente Por ello todo el CO2 aun el combinado se considera como CO2 libre La reaccioacuten involucrada en la neutralizacioacuten para el caso del CO2 ocurre en dos etapas

2NaOH + CO2 rarr Na2CO3 + H2O

Na2CO3 + CO2 + H2O rarr 2NaHCO3

Globalmente NaOH + CO2 rarr NaHCO3

Toda acidez se titula mediante adicioacuten de iones OH- provenientes de una solucioacuten de NaOH 002 N Es importante que el reactivo NaOH esteacute libre de carbonato de sodio debido a las reacciones que se presentaron anteriormente

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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El valor de la acidez total (At) al punto de vire de la fenolftaleiacutena incluye la acidez mineral (AM) la acidez por sales hidrolizadas de caraacutecter aacutecido(SH) y la acidez por CO2 Se acostumbra a expresar como sigue

At = AM +SH + CO2

El valor de la acidez al punto de vire del anaranjado de metilo (M) representa uacutenicamente la acidez mineral(AM) es decir M = AM

3- MATERIALES REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIALbull Matraces Erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 EQUIPObull Potencioacutemetrobull Electrodo de pH

33 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutenabull Etanol

34 SOLUCIONESbull Fenolftaleiacutena al 1w en solucioacuten etanol-agua (5050)bull Solucioacuten acuosa de anaranjado de metilo al 1 wbull Solucioacuten acuosa de hidroacutexido de sodio 002 N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 Instrucciones particularesa) Colocar aproximadamente 20 a 30 mL de cada una de sus muestras por separado (residual oacute tratada y agua de marca) determinar el pH de cada muestra de agua utilizando el potencioacutemetro previamente calibradob) Dependiendo del valor de pH obtenido determine acidez o alcalinidad (siacute elpH es menor o igual a 6 se determina la acidez y se continua con esta praacutectica siacute el pH es de 8 o mayor se determina la alcalinidad que es la siguiente praacutectica No 4)c) Hacer la determinacioacuten tan raacutepido como sea posible evitando agitar o mezclar vigorosamente

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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d) Hacer la determinacioacuten a una temperatura igual o menor a la temperatura de recoleccioacuten de la muestrae) No remover soacutelidos en suspensioacuten grasas o precipitados ya que estos pueden contribuir a la acidez de la muestra Si la muestra es obscura turbia o colorida no usar indicadores aacutecido-basef) Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten de hidroacutexido de sodio preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Biftalato de potasio) como sigue

I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de NaOH a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 004g de biftalato de potasio

(previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyerde 250 mL

III Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal debiftalato de potasio (BFK)

IV Agregar 3 gotas de fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050) (al agregar el indicador la solucioacuten es incolora)

V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de NaOH hasta que aparezca un ligero color rosa persistente por 30 segundos porlo menos

VI Anotar el volumen de hidroacutexido de sodio agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de NaOH

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener la normalidad promedio (NPROM) de las normalidades obtenidas de acuerdo a la siguiente ecuacioacuten

NNaOH = w del BFK (g) Vol NaOH gastado (L) x Peq biftalato (geq)

42 DETERMINACION DE ACIDEZ MINERAL

En general para que exista acidez mineral el pH debe ser menor de 45

a) Si su muestra cumple con el requisito de pH colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de muestra (En caso de que la muestra tenga un pH mayor a 45 no hacer este anaacutelisis y se reporta sin aplicacioacuten para acidez mineral)b) Adicionar unas gotas de anaranjado de metilo y titular con NaOH (previamente valorada) hasta el vire del color del indicadorc) Anotar el volumen obtenido en la determinacioacuten de acidez mineral de la muestrad) Reportar la acidez de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

42 DETERMINACION DE ACIDEZ TOTALa) Colocar en un matraz Erlenmeyer una aliacutecuota de 30ml de la muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y titular con NaOH (previamente valorado) hasta el vire del indicadorc) Determinar la acidez total de la muestra

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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mg de CaCO3L= A B 50000 volumen de la muestra(ml)

Donde A = ml gastados de NaOHB = Normalidad de NaOH (obtenida de la valoracioacuten)50000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS1- Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de NaOH y reportar los caacutelculos de normalidad de NaOH2- Obtener el de Error en la valoracioacuten de NaOH3- Anotar en una tabla los resultados obtenidos de acidez total y en su caso acidez mineral

6 CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes los valores permisibles para el paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition 1994

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA NO 4DETERMINACION DE ALCALINIDAD EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute la alcalinidad del agua y su relacioacuten con el pHb) El alumno sentildealaraacute si un agua alcalina es causa de contaminacioacutenc) El alumno cuantificaraacute los iones que provocan la alcalinidad del agua

2- INTRODUCCIONLa alcalinidad de un agua puede definirse como su capacidad para neutralizar aacutecidos como su capacidad para reaccionar con iones hidroacutegeno como su capacidad para aceptar protones o como la medida de su contenido total de substancias alcalinas (OH-) La determinacioacuten de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad es importante en los procesos de coagulacioacuten quiacutemica ablandamiento control de corrosioacuten y evaluacioacuten de la capacidad tampoacuten de un agua es una medida praacutectica de la capacidad del manto acuiacutefero de contrarrestar la acidificacioacuten cuando precipita el agua de lluvia aacutecida en el

La alcalinidad es debida generalmente a la presencia de tres clases de iones

1- Bicarbonatos 2- Carbonatos 3- Hidroacutexidos

ALCALINIDAD TOTAL = 2[CO32-] + [HCO3

-] + [OH-] ndash [H+]

El factor dos delante de la concentracioacuten de ioacuten carbonato se debe a que la presencia de iones H+ estaacute controlada en primer lugar por el ion bicarbonato que luego es convertido por un segundo ioacuten hidroacutegeno a aacutecido carboacutenico

CO32- + H+

===========gt HCO3-

HCO3- + H+ ===========gt H2CO3

En algunos suelos es posible encontrar otras clases de compuestos (boratos silicatos fosfatos etc) que contribuyen a su alcalinidad sin embargo en la praacutectica la contribucioacuten de eacutestos es insignificante y puede ignorarse La alcalinidad del suelo se determina por titulacioacuten con aacutecido sulfuacuterico 002N y se expresa como mgl de carbonato de calcio equivalente a la alcalinidad determinada Los iones H+ procedentes de la solucioacuten 002N del aacutecido neutralizan los iones OH- libres y los disociados por concepto de la hidroacutelisis de carbonatos y bicarbonatos

En la titulacioacuten con H2SO4 002N los iones hidroacutegeno del aacutecido reaccionan con la alcalinidad de acuerdo con las siguientes ecuaciones

H+ + OH- ======gt H2OH+ + CO3= ======gt HCO3-

H+ + HCO3- ======gt H2CO3

La titulacioacuten se efectuacutea en dos etapas sucesivas definidas por los puntos de equivalencia para los bicarbonatos y el aacutecido carboacutenico los cuales se indican electromeacutetricamente por medio de indicadores

El meacutetodos claacutesico para el caacutelculo de la alcalinidad total y de las distintas formas de alcalinidad (hidroacutexidos carbonatos y bicarbonatos) consiste en la observacioacuten de las curvas de titulacioacuten para estos compuestos suponiendo que la alcalinidad por hidroacutexidos y carbonatos no pueden coexistir en la misma muestra (fig 1)

De las curvas de titulacioacuten obtenidas experimentalmente se puede observar lo siguiente

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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1- La concentracioacuten de iones OH- libres se neutraliza cuando ocurre el cambio brusco de pH a un valor mayor de 832- La mitad de los carbonatos se neutraliza a pH 83 y la totalidad a pH de 453- Los bicarbonatos son neutralizados a pH 45

a)

b)

Fig No1 Curvas de titulacioacuten (a) para bases y (b) para una mezcla de hidroacutexido-carbonato

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Seguacuten lo anterior la fenolftaleiacutena y el metil naranja o el metacresol puacuterpura y el verde de bromocresol son los indicadores usados para la determinacioacuten de la alcalinidad Para valorar solamente CO3

2- y no HCO3- debe usarse fenolftaleiacutena como indicador (alcalinidad fenoftaleiacutenica) o bien otro de caracteriacutesticas similares La fenolftaleiacutena cambia de color en el rango de pH comprendido entre 8 y 9 de manera que suministra un punto final bastante alcalino A estos valores de pH soacutelo una cantidad despreciable de ioacuten bicarbonato se convierte a aacutecido carboacutenico pero la mayoriacutea del CO3

2- se convierte a HCO3 Asiacute

Alcalinidad fenolftaleiacutenica = [CO32-]

En la coagulacioacuten quiacutemica del agua las substancias usadas como coagulantes reaccionan para formar precipitados de hidroacutexidos solubles Los iones H+ originados reaccionan con la alcalinidad del agua y por lo tanto la alcalinidad actuacutea como buffer del agua en un intervalo de pH en que el coagulante puede ser efectivo

Los suelos que son demasiado alcalinos para aplicaciones agriacutecolas pueden remediarse por adicioacuten de azufre elemental el cual libera iones hidroacutegeno a medida que el azufre se va oxidando a sulfato por mediacioacuten de las bacterias o por adicioacuten de una sal de sulfato como la del Fe(III) o aluminio las cuales reaccionan con el agua del suelo para extraer iones hidroacutexido y liberar iones hidroacutegeno

2S(s) + 3O2 + 2H2O --------------1048774 4H+ + 2SO42-

Fe3+ + 3H2O --------------------1048774 Fe(OH)3(s) + 3H+

3 MATERIAL REACTIVOS Y SOLUCIONES

31 MATERIALbull Matraces erlenmeyer de 125mLbull Pipetas graduadas de 5 y 10mLbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Vasos de precipitados de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para buretabull Soporte universal

32 REACTIVOSbull Agua destiladabull Hidroacutexido de sodiobull Anaranjado de metilobull Fenolftaleiacutena

33 SOLUCIONESbull Acido sulfuacuterico 002 Nbull Fenolftaleiacutena al 1 en solucioacuten alcohoacutelica (5050)

4- DESARROLLO EXPERIMENTALCampo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales residuales y residuales tratadas

41 INSTRUCCION PARTICULAREsta praacutectica se realiza solo si el agua posee un valor de pH mayor a 60

Es necesario realizar la valoracioacuten de la solucioacuten del aacutecido Sulfuacuterico preparada empleando para ello un estaacutendar primario (Carbonato de Sodio) como sigue

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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I Colocar en una bureta limpia la solucioacuten de H2SO4 a valorarII Pesar en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 9 mg de carbonato de sodio (Previamente desecado a 105-110ordmC durante una hora) en un matraz Erlenmeyer de 250 mLIII Agregar aproximadamente 30 mL de agua o hasta la disolucioacuten de la sal del carbonato de sodioIV Agregar 3 gotas de anaranjado de metilo al 1 w (al agregar el indicador la solucioacuten se torna amarilla)V Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de solucioacuten de H2SO4 hasta que aparezca un ligero color canela persistente por 30 segundospor lo menosVI Anotar el volumen de H2SO4 agregado y determinar la normalidad de la solucioacuten de H2SO4

como sigue

NNaOH = w del CaCO 3 (g) Vol H2SO4 gastado (L) x Peq CaCO3 (geq)

VII Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio (Nprom)

42 DETERMINACION DE ALCALINIDAD TOTALa) Colocar en un vaso de precipitados una aliacutecuota de 50ml de muestrab) Titular potenciomeacutetricamente la muestra con H2SO4 (previamente valorada) realizando adiciones de 05 en 05 ml hasta lograr un pH igual a 2c) Realizar una graacutefica pH Vs Vol de H2SO4 gastado y determinar A (ml gastados de H2SO4 en el punto de equivalencia)d) Determinar la alcalinidad total de la muestra como mg de CaCO3L

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

43 DETERMINACION DE ALCALINIDAD A LA FENOLFTALEINAa) Colocar en un matraz erlenmeyer una aliacutecuota de 25 mL de muestrab) Adicionar unas gotas de fenolftaleiacutena y si la solucioacuten se torna a un color rosa titular con solucioacuten de H2SO4 (previamente valorada) hasta el vire de color del indicadorc) Determinar la alcalinidad a la fenolftaleiacutena de la muestra como mg de CaCO3Ld) Si la solucioacuten no se torna de color rosa la alcalinidad a la fenolftaleiacutena es cero por lo tanto la alcalinidad es debida solo a los iones CO3= y HCO3-

mg de CaCO3L= A B 50000 Volumen de la muestra (ml)

Donde A = ml gastados de H2SO4

B = Normalidad de H2SO4 (obtenida en la valoracioacuten)5000 = Pmeq del CaCO3

5- RESULTADOS

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de H2SO4 y reportar los caacutelculos de normalidad del H2SO4 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de H2SO43 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de alcalinidad total y en su caso alcalinidad a la fenolftaleiacutena4 Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normatividad vigente consultada

6- CUESTIONARIO1 En queacute casos se dice que la alcalinidad soacutelo es debida a los iones CO3= y HCO3- Explique2 Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado3 Investigar si existe alguacuten dantildeo en seres vivos por exceso de carbonatos

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo A ldquoCalidad del aguardquo Ed Alfaomega Editor SA de C V segunda edicioacuten 19993- Colin Baird ldquoQuiacutemica Ambientalrdquo Ed Reverteacute S A de CV Segunda Edicioacuten 20014- Stanley E Manahan ldquoEnvironmental Chemistryrdquo Ed Lewis Publishers Sixth Edition1994

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA NO 5DETERMINACION DE CLORUROS EN AGUA

1- OBJETIVOSa) El alumno realizaraacute un anaacutelisis cuantitativo de los cloruros presentes en el aguab) El alumno sentildealaraacute si la alta o baja concentracioacuten de cloruros en el agua son causa de contaminacioacuten de la misma

2- INTRODUCCIONEl ion cloruro es una de las especies de cloro de importancia en aguas Las principales formas de cloro en aguas y su correspondiente No de oxidacioacuten son

COMPUESTO NOMBRE No DE OXIDACION

HCl AacuteCIDO CLORHIacuteDRICO -1

Cl- IOacuteN CLORURO -1

Cl2 CLORO MOLECULAR 0

HOCl AacuteCIDO HIPOCLOROSO 1

OCl- IOacuteN HIPOCLORITO 1

HClO2 AacuteCIDO CLOROSO 3

ClO2- IOacuteN CLORITO 3

ClO2 DIOacuteXIDO DE CLORO 4

HClO3 AacuteCIDO CLORICO 5

ClO3- IOacuteN CLORATO 5

Los cloruros aparecen en todas las aguas naturales en concentraciones que variacutean ampliamente En las aguas de mar el nivel de cloruros es muy alto en promedio de 19000 mglitro constituyen el anioacuten predominante En aguas superficiales sin embargo su contenido en generalmente menor que el de los bicarbonatos y sulfatos

Los cloruros logran acceso a las aguas naturales en muchas formas El poder disolvente del agua introduce cloruros de la capa vegetal y de las formaciones maacutes profundas las aguas de mar son maacutes densas y fluyen aguas arriba a traveacutes del agua dulce de los riacuteos que fluyen aguas abajo ocasionando una mezcla constante de agua salada con el agua dulce

Las aguas subterraacuteneas en aacutereas adyacentes al oceacuteano estaacuten en equilibrio hidrostaacutetico con el agua de mar Un sobrebombeo de las aguas subterraacuteneas produce una diferencia de hidrostaacutetica en favor del agua de mar haciendo que eacutesta se introduzca en el aacuterea de agua dulce

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Los excrementos humanos principalmente la orina contienen cloruros en una cantidad casi igual a la de los cloruros consumidos con los alimentos y agua Esta cantidad es en promedio unos 6 gramos de cloruros por persona por diacutea e incrementa el contenido de Cl- en las aguas residuales en unos 20 mgL por encima del contenido propio del agua Por consiguiente los efluentes de aguas residuales antildeaden cantidades considerables de cloruros a las fuentes receptoras

Muchos residuos industriales contienen cantidades apreciables de cloruros Los cloruros (Cl-) en concentraciones razonables no son peligrosos para la salud y son un elemento esencial para las plantas y animales En concentraciones por encima de 250 mgL producen un sabor salado en el agua el cual es rechazado por el consumidor para consumo humano el contenido de cloruros se limita a 250 mgL Sin embargo hay aacutereas donde se consumen aguas con 2000 mgL de cloruros sin efectos adversos gracias a la adaptacioacuten del organismo Antes de descubrir los ensayos bacterioloacutegicos se usaron los ensayos de cloruros para detectar contaminacioacuten por aguas residuales y por residuos industriales

Para el anaacutelisis de cloruros en agua se toma una muestra a la que se le determina los cloruros por el meacutetodo de Mohr El meacutetodo se basa en que la titulacioacuten del ion cloruro es precipitado como cloruro de plata blanco La reaccioacuten puede representarse de la siguiente manera

Cl- + AgNO3 rarr AgCldarr + NO3-

El punto final de titulacioacuten puede detectarse usando un indicador capaz de demostrar la presencia de exceso de iones Ag+ El indicador usado es el cromato de

potasio (K2CrO4) el cual en solucioacuten suministra iones cromato (CrO42-) Cuando la

concentracioacuten de iones cloruro se acerca a su extincioacuten la concentracioacuten de iones plata aumenta hasta exceder el producto de solubilidad del cromato de plata y en ese instante comienza a formarse un precipitado amarillo-rojizo

2Ag+ + CrO42- rarr Ag2CrO4darr

Amarillo pptado amarillo-rojizo

La formacioacuten del precipitado amarillo-rojizo se toma como evidencia de que todos los cloruros han sido precipitados Como se necesita un exceso de ioacuten Ag+ para producir una cantidad visible de Ag2CrO4 el error debe determinarse y deducirse del total de la solucioacuten gastada de nitrato de plata El error es generalmente de 02-08 mL de solucioacuten tituladora Ademaacutes para evitar precipitacioacuten del ioacuten Ag+ como AgOH a pH alto y la conversioacuten del CrO4lt= en CrO7= a pH bajo la muestra debe neutralizarse o hacerse ligeramente alcalina

3- MATERIAL REACTIVOS SOLUCIONES Y EQUIPO

31 MATERIAL Y EQUIPObull 3 Fiolas de 125mlbull Soporte universalbull Pipeta volumeacutetrica de 25 mLbull Beackers de 100 y 250mLbull Bureta de 25mLbull Pinzas para bureta

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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33 REACTIVOS Y SOLUCIONESbull Agua destiladabull Solucioacuten indicadora de K2CrO4 1 wbull Solucioacuten de AgNO3 001N

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL

Campo de AplicacioacutenLa metodologiacutea descrita se recomienda para aguas municipales envasadas naturales y residuales tratadas

41 INSTRUCCIONES PARTICULARESPara la determinacioacuten de cloruros en muestra de agua se emplea una solucioacuten de AgNO3

001 N (USAR 01N si la muestra tiene alta concentracioacuten de cloruros por ejemplo agua clorada) la cual se debe valorar de la siguiente manera

Pesar en un matraz Erlenmeyer y en balanza analiacutetica exactamente alrededor de 6 mg de NaCl (secado previamente en la estufa a 105-110ordmC por 1 hora)

Agregar 30 mL de agua destilada al matraz Erlenmeyer Agregar 3 gotas solucioacuten de cromato de potasio como indicador a la solucioacuten

anterior (la solucioacuten se tornaraacute color amarillo) Llenar una bureta limpia con solucioacuten preparada de AgNO3

Iniciar la valoracioacuten agregando con la bureta pequentildeas cantidades de la solucioacuten preparada de AgNO3

Detener la valoracioacuten hasta el vire de color del indicador (amarillo a color meloacuten) y anotar el volumen gastado de AgNO3 determinar la normalidad de la solucioacuten de AgNO3 como sigue

NAgNO3 = w del NaCl (g) Vol AgNO3 gastado (L) x Peq NaCl (geq)

Realizar lo anterior por triplicado y obtener una normalidad promedio de AgNO3

(Nprom)

42 DETERMINACIOacuteN DE CLORUROSa) En un matraz erlenmeyer colocar una aliacutecuota de 100 ml de muestra o una porcioacuten adecuada diluida a 100 mlb) La muestra debe tener un pH ligeramente alcalino de no ser asiacute agregar aacutecido o base hasta obtener un pH mayor de 7)c) Si la muestra tiene mucho color antildeaacutedanse 3 ml de suspensioacuten de Al(OH)3 y mezclar dejar sedimentar y filtrard) Si la muestra tiene tiosulfato antildeadir 1 ml de H2O2 y agitar durante 1 minutoe) Antildeadir 1 ml de solucioacuten indicadora de K2CrO4f) Titular con solucioacuten patroacuten de AgNO3hasta un punto final amarillo rosado (salmoacuten)g) Calcular el contenido de cloruros en la muestra

mg de Cl-L = A N 35450 Aliacutecuota (ml)

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Donde A = Volumen real de AgNO3 gastado (mL)N = Normalidad de AgNO3

35450 = Pmeq de Cl-

h) Realizar lo anterior por triplicado

5- RESULTADOS1 Anotar en una tabla los resultados obtenidos en la valoracioacuten de AgNO3 y reportar los caacutelculos de normalidad del AgNO3 que resulta2 Obtener el de Error en la valoracioacuten de AgNO33 Anotar en una tabla los resultados obtenidos de mg de Cl-L

6- CUESTIONARIO1- Buscar en la literatura o en normas vigentes con los valores permisibles del paraacutemetro analizado2- Analizar los resultados obtenidos al compararlos con los datos de la normativa vigente consultada3- Anexar la norma vigente al reporte escrito

7- BIBLIOGRAFIA1- Reussel AWWA APHA WPCF ldquoMeacutetodos normalizados para el anaacutelisis de aguas potables y residualesrdquo Ed Diacuteaz de Santos SA 19892- Romero Rojas Jairo Alberto ldquoCalidad del aguardquo 2ordf Edicioacuten Ed Alfaomega Meacutexico 1999 273 paacuteg3- Robinson Judith F Robinson Kenneth A ldquoQuiacutemica Analiacutetica contemporaneardquo 1ordf Edicioacuten Ed Pearson Educacioacuten Meacutexico 2000 616 pags

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA NO 6MUESTREO SUELO Y PREPARACIOacuteN DE LA MUESTRA

1 OBJETIVOSa) El alumno aprenderaacute las teacutecnicas de muestreo de suelo en campo para su anaacutelisis y la importancia de esteb) El alumno determinaraacute la humedad de algunas muestras de suelo

2 INTRODUCCIOacuteNLa quiacutemica analiacutetica se puede dividir en dos aacutereas anaacutelisis cualitativo

que identifica cuaacuteles son las substancias presentes en una muestra y el anaacutelisis cuantitativo que determina la cantidad de substancia en la muestra La substancia a determinar se llama analito o componente deseado si el analito representa maacutes del 1 en la muestra se considera como componente principal si se encuentra entre el 10 y el 001 se trata de un componente menor si se halla en menos del 001 es un componente vestigial Si la masa de muestra es mayor de 01 g se realiza un anaacutelisis macro si la masa de muestra se encuentra entre 100 y 10 mg el anaacutelisis es semimicro si el peso de la muestra estaacute entre 10 mg y 1 mg se trata de anaacutelisis micro y si la masa es menor de 1 mg el anaacutelisis es ultramicro Un anaacutelisis quiacutemico consta de cuatro pasos

1 Muestreo o seleccioacuten de la muestra a analizar Se debe seleccionar una muestra representativa mediante un razonamiento estadiacutestico La muestra puede ser soacutelida liacutequida o gaseosa2 Preparacioacuten de la muestra para el anaacutelisis Para determinar y medir el analito puede ser necesario disolver la muestra seguido de la separacioacuten de los componentes esto se puede hacer modificando quiacutemicamente los componentes separaacutendolos por precipitacioacuten electroacutelisis extraccioacuten o volatilizacioacuten3 Medicioacuten por volumetriacutea gravimetriacutea o anaacutelisis instrumental potenciomeacutetrico polarograacutefico coulombimeacutetrico conductimeacutetrico polarimeacutetrico refractromeacutetrico o espectromeacutetrico4 Caacutelculo del contenido porcentual absoluto etc e interpretacioacuten de las mediciones

El suelo se muestrea para obtener informacioacuten Debido a la accioacuten humana el suelo cambia sus propiedades influyendo sobre el medio ambiente y a la capacidad productiva por eso es importante que las propiedades del suelo sean medidas y correctamente interpretadas

Se puede obtener mucha informacioacuten uacutetil mediante la observacioacuten de los suelos en el campo aunque es difiacutecil librarse de la subjetividad Es necesario tomar medidas para obtener un conocimiento objetivo de los efectos del uso de los suelos y de las implicaciones ambientales Existen varias formas de medir las propiedades del sueloa) Clasificacioacuten in situ utilizando propiedades semicuantitativas faacutecilmente detectables

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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b) Medidas in situ utilizando equipos con sondas que se introducen en el suelo con miacutenima perturbacioacuten de eacuteste Esta aproximacioacuten se utiliza particularmente en el estudio de las propiedades fiacutesicas del sueloc) Medidas realizadas en el laboratorio sobre muestras de suelo obtenidas en el campo En estas muestras la fiablidad y bondad de la informacioacuten obtenida depende principalmente de la exactitud y representatividad de la muestra y de la correcta preparacioacuten de eacutesta en el laboratorio en funcioacuten de las propiedades que en ella se van a analizar

Cuando se pretende el reconocimiento de suelos para su clasificacioacuten el objetivo del muestreo es localizar una zona en la que se observaraacute el perfil del suelo y la presencia de horizontes del mismo describieacutendose en el campo las caracteriacutesticas morfoloacutegicas de cada horizonte (espesor color estructura consistencia presencia de elementos gruesos reaccioacuten actividad radicular etc)

Cuando se pretende realizar recomendaciones sobre el uso y manejo del suelo la informacioacuten maacutes relevante se encuentra en la zona superficial del suelo (maacutes afectadas por las actividades agriacutecolas) Como las propiedades del suelo variacutean en el espacio una uacutenica muestra no es representativa de toda la parcela Para obviar el problema de la variabilidad espacial se toman varias muestras se mezclan y homogeniza con el fin de obtener una uacutenica muestra representativa de toda la parcela A esta muestra se la denomina muestra compuesta o muestra media

Fig 1 Equipo utilizado en el muestreo de suelos

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Pala o azadoacuten Bolsas de plaacutestico resistente de 2 Kg Malla de 5 mm de tamantildeo de poro Perioacutedico Crisoles de porcelana Balanza analiacutetica

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Estufa de desecacioacuten 2 portaobjetos Solucioacuten de HCl al 10 Solucioacuten de peroacutexido de hidroacutegeno al 30

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Toma de muestrasa) La toma de muestras de suelo deben efectuarse de acuerdo con un meacutetodo normalizado teniendo en cuenta las caracteriacutesticas del terreno Por medio de una pala o azadoacuten se cava un hoyo en forma de v de unos 20 cm de profundidad se corta una rebanada de uno de los lados y la parte central de la rebanada se pasa a la bolsa despreciando los bordes

Figura 2- Sondas de muestreo y toma de muestra con pala

Cualquiera que sea el medio utilizado se repite la misma operacioacuten unas veinte veces poniendo todas las submuestras asiacute tomadas en un saco de tela o en bolsa o cubeta de plaacutestico hasta completar unos 2 Kg de suelo Estas tomas de submuestras se efectuaraacuten recorriendo la parcela en zigzag

b) Realizar el croquis del lugar de muestreo anotando los siguientes datos Fecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna Fotografiacutea del lugar Autores del muestreo

412 Anaacutelisis cualitativo de materia orgaacutenica y carbonatosEn dos portaobjetos limpios y secos coloca una muestra de suelo en

uno de ellos adicionar unas gotas de HCl al 10 En la otra muestra adicionar unas gotas de peroacutexido de hidroacutegeno En cada caso observar con cuidado si hay formacioacuten de pequentildeas burbujas iquestla formacioacuten es escasa o abundante Explicar que sucede en cada caso

42 Preparacioacuten de las muestras para el anaacutelisis421 Secado al aire

Antes de proceder a los anaacutelisis la muestra de suelo debe ser secada al aire a temperatura ambiente durante un miacutenimo de veinticuatro horas

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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ya que en el campo los suelos poseen grados muy diferentes de humedad Los resultados analiacuteticos se refieren al peso de la muestra secada al aire Todas las muestras seraacuten tamizadas a traveacutes de una malla de 5 mm de tamantildeo de partiacutecula (las muestras no deben ser secadas al sol) La determinacioacuten de ioacuten ferroso intercambiable potasio intercambiable foacutesforo extraiacuteble con soluciones aacutecidas y fracciones orgaacutenicas de nitroacutegeno (amonio intercambiables nitratos y nitritos) deben realizarse utilizando muestras huacutemedas inmediatamente despueacutes de tomarlas debido a las raacutepidas transformaciones que sufren estos iones por efecto de los microorganismos y de las variaciones de temperatura aireacioacuten o humedad de lo contrario deberaacuten guardarse en el refrigerador a 4degC

422 Determinacioacuten de humedadEn estos casos se determina la humedad en otra submuestra Generalmente se seca a 100 ndash 110 ordmC expresando los resultados en forma de porcentajes respecto al peso del suelo desecada en esta formaa) Pesar 25 g de suelo seco al aire en un crisol de porcelana o charola de aluminiob) Colocar la muestra en la estufa a temperatura 100-110degC durante miacutenimo 24 hc) Sacar la muestra de la estufa y colocarla en un desecador hasta que alcance la temperatura ambiented) Pesar la muestra y anotar el peso de suelo seco en la estufae) Calcular el porcentaje de humedad (fh)

f h = mse x 100 msa

donde mse= masa de suelo secado en estufa a 100degCmsa= masa de suelo secado al aire

421 Si la muestra estaacute seca guardarla en bolsa de plaacutestico perfectamente etiquetada para realizar los anaacutelisis durante todo el semestre Si la muestra es huacutemeda deberaacute guardarse en refrigeracioacuten a 4degC y secarse al aire lo maacutes pronto posible

5 RESULTADOS1- Reportar todos los datos que haya anotado a la hora de tomar la muestra Anexar Croquis y fotografiacutea del lugar de muestreo anotando los siguientes datosFecha de muestreo Tipo de muestreo Profundidad de muestreo Uso de suelo Tipo de flora y fauna y Autores del muestreo Para el croquis auxiliarse con el programa satelital ldquogoogle earthrdquo

6- CUESTIONARIO1- iquestCuaacutentos tipos de muestreo conoce

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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2 iquestCuaacutel es la teacutecnica que utilizoacute en el suelo muestreado3 iquestCuaacutel es el uso del suelo muestreado4 iquestEn alguacuten tiempo tuvo un uso diferente5 iquestQueacute tipo de vegetacioacuten crece en el suelo muestreado6 iquestHay alguacuten tipo de fauna en este ecosistema7 iquestA simple vista es un suelo contaminado8 Si la pregunta anterior es afirmativa iquestqueacute tipo de contaminantes esperas encontrar en estos suelos9 iquestQueacute color presentan estos suelos y iquestcoacutemo los relaciona con la presencia de sales de algunos metales caracteriacutesticos y materia orgaacutenica10 iquestCualitativamente hay presencia de materia orgaacutenica Describir la reaccioacuten se lleva a cabo11 iquest Hay presencia carbonatos en forma cualitativa Describir la reaccioacuten que se lleva a cabo12 iquestPor queacute se debe tamizar el suelo a traveacutes de malla de 2 mm oacute 5 mm antes de empezar a realizar los anaacutelisis13- iquestCuaacutel es la importancia en la determinacioacuten de humedad

7- BIBLIOGRAFIacuteA1 Black CA Methods of soil analysis part 2 chemical and microbiological properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19952 MMP ldquo Meacutetodos de muestreo y prueba de materiales Suelos y materiales para terraceriasrdquo 1-0103 2003 Secretariacutea de Comunicaciones y Transportes5 PROYNMX-AA-132-SCFI-2006 Muestreo de suelos para la identificacioacuten y la cuantificacioacuten de metales y metaloides y manejo de la muestra3 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA NO 7PROPIEDADES FISICOQUIacuteMICAS DEL SUELO

1 OBJETIVOSa) El alumno determinaraacute el pH del suelo y explicaraacute como afecta la acidez o la alcalinidad en la fertilidad del suelob) El alumno explicaraacute la relacioacuten entre la disponibilidad de nutrientes y el pH del sueloc) El alumno determinaraacute la conductividad de un suelo relacionaacutendola con la salinidad del mismod) El alumno determinaraacute la capacidad de retencioacuten de agua en el suelo relacionaacutendolo con la fertilidad y el tamantildeo de partiacutecula

2 INTRODUCCIOacuteNEl suelo es el cuerpo natural que cubre la superficie de la tierra estaacute

formado por una mezcla de soacutelidos aire y agua Habitan en eacutel micro y macroorganismos (plantas y animales) Estos constituyentes interaccionan entre si dando lugar a modificaciones que se pueden observar a corto y largo plazo Las arcillas en conjunto con los oacutexidos y el humus confieren las principales propiedades fisicoquiacutemicas del suelo

21 pHLa determinacioacuten del pH del suelo es una de las pruebas maacutes

importantes que pueden hacerse para diagnosticar problemas del crecimiento de las plantas Por ejemplo algunas plantas enfermas tienen un color verde claro que puede ser ocasionado por diversos factores 1) Si el pH del suelo es tan bajo como de 55 o menos es probable que la enfermedad no se deba a una deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son solubles en condiciones aacutecidas 2) Si el pH del suelo es de 8 se debe considerar seriamente la posibilidad de la deficiencia de hierro ya que los compuestos de hierro son muy insolubles en suelos con pH 8

El pH del suelo se determina en fase acuosa o solucioacuten salina La fase acuosa y los coloides ionizables del suelo intervienen conjuntamente para determinar el pH del suelo La asociacioacuten de los grupos aacutecidos ionizables existentes en los coloides del suelo dariacutea lugar a una liberacioacuten de los iones H+ que pasaraacuten a la solucioacuten salina Los iones H+ de la solucioacuten salina contrarrestan esta disociacioacuten seguacuten el equilibrio siguiente

coloide ⎯ H harr coloide - + H +

Los grupos que liberan H+ son principalmente los siguientesa) Los grupos --COOH de la materia orgaacutenica del suelob) Los grupos ---SiOH libres de las arcillasc) Los iones de aluminio y otros cationes metaacutelicos hidrolizables

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Por otra parte cuando las posiciones de cambio ioacutenico esteacuten saturadas por bases el suelo tendraacute un caraacutecter alcalino debido a la hidroacutelisis que de lugar a iones (OH) ya que los coloides del suelo son aacutecidos deacutebiles

Suelo-Na+ + HOH harr Suelo-H+ + Na+ + OH-

El pH de la solucioacuten de suelos es importante para la agricultura ya que a eacutel van a estar sometidas las plantas las cuales tienen un pH especiacutefico para su desarrollo

Cuando la capacidad de intercambio esta satisfecha en su mayor parte por iones H+ el pH del suelo es aacutecido y viceversa para saturar la capacidad de cambio de iones H+ es preciso mantener en la solucioacuten salina un pH aacutecido A medida que se sustituye H+ por Na+ en las posiciones de intercambio el pH es mayor

La acidez se presenta en dos formas fundamentales1 ACTIVA En la cual el ioacuten H+ actuacutea directamente sobre el sistema radicular y en la dinaacutemica de los elementos nutritivos en el suelo2 POTENCIAL La cual depende del porcentaje de saturacioacuten de bases en el suelo y se mide con solucioacuten extractora con el KCl 1N

La acidez activa oacute el pH es la concentracioacuten de H+ (libres) que contienen en el extracto del suelo Se expresa como logaritmo negativo de la concentracioacuten de los H+

pH = - log [ H+ ]

En la praacutectica se utilizan varias relaciones suelo agua para la determinacioacuten del pH bien sea en peso oacute volumen En muchos laboratorios se suele utilizar una relacioacuten suelo agua 12 pesovolumen sin embargo esta relacioacuten no es muy apropiada ya que dista mucho de la realidad que vive en el sistema radicular de las plantas El meacutetodo de lectura generalmente es el potencioacutemetro mide una diferencia de potencial en milivoltios entre un electrodo de referencia y un electrodo de vidrio inmersos en la muestra Generalmente se utiliza el electrodo de combinado que lee directamente el pH (E Primo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten 1973)

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Fig 1 Clasificacioacuten de los suelos de acuerdo a su pH

22 ConductividadLa determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica se utiliza normalmente

para indicar la concentracioacuten total de componentes ionizados en las soluciones

Las sales solubles en el suelo determinan la presencia en solucioacuten de una serie de combinaciones de los cationes calcio magnesio sodio potasio y de los aniones carbonatos bicarbonatos cloruros sulfatos etc El valor de la conductividad estaacute relacionado con la suma de los cationes (o aniones) y en general tienen correlacioacuten con los soacutelidos totales disueltos El origen de estas sales solubles es la meteorizacioacuten de los minerales primarios pero la presencia de sales en grandes cantidades es debida procesos concretos como drenaje oblicuo intrusioacuten salina condiciones topograacuteficas etc

El agua que contiene sales disueltas del tipo que normalmente se encuentran en el suelo conduce la corriente eleacutectrica aproximadamente en proporcioacuten a la cantidad disuelta Por lo tanto la medida de la conductividad nos daraacute la concentracioacuten total de los constituyentes ionizados La determinacioacuten de la conductividad eleacutectrica de una solucioacuten se realiza midiendo la resistencia eleacutectrica entre dos electrodos paralelos sumergidos en la solucioacuten Debido a que la conductividad de soluciones acuosas aumenta con la temperatura se deberaacute referir siempre a 25degC

23 CRA (Capacidad De Retencioacuten de Agua)Las moleacuteculas de agua son eleacutectricamente neutras pero la carga

eleacutectrica del interior de la moleacutecula tiene una distribucioacuten asimeacutetrica Como resultado de ello las moleacuteculas de agua son fuertemente polares y se atraen entre siacute mediante puentes de hidroacutegeno Las partiacuteculas del suelo

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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tambieacuten estaacuten cargadas y tienen sitios con cargas positivas y negativas La fuerte atraccioacuten que ejerce el suelo en las moleacuteculas de agua (adhesioacuten) hace que cuando entra agua liacutequida en contacto con partiacuteculas de suelo seco el agua se distribuya sobre ellas en forma de peliacutecula La adsorcioacuten del agua en la superficie de las partiacuteculas de suelo produce a) una reduccioacuten en el movimiento de las moleacuteculas de agua b) una reduccioacuten en el contenido de energiacutea del agua y c) liberacioacuten de calor asociado con la transformacioacuten del agua a un nivel de energiacutea maacutes bajo Es posible observar la liberacioacuten de calor llamado calor de humedecimiento antildeadiendo agua a un suelo arcilloso secado al horno y observando el aumento de temperatura

Debido a la accioacuten de esas poderosas fuerzas adhesivas en las partiacuteculas de suelo se adsorben con fuerza varias capas de moleacuteculas de agua la cual es llamada agua de adhesioacuten El agua de adhesioacuten se mueve nada o muy poco y en capas maacutes internas las moleacuteculas de agua se encuentran en un estado cristalino con estructura similar a la del hielo El agua de adhesioacuten no estaacute disponible para las plantas y siempre estaacute presente en un suelo normal (y aun en el polvo que hay en el aire) pero puede eliminarse secando al suelo en un horno Fuera del campo de cohesioacuten (enlaces de H entre moleacuteculas de agua) Esa peliacutecula externa de agua es llamada agua de cohesioacuten En comparacioacuten con aquellas del agua de adhesioacuten las moleacuteculas del agua de cohesioacuten estaacuten en movimiento tienen un nivel de energiacutea maacutes elevado y se mueven con mucha maacutes facilidad En los suelos la peliacutecula de agua (comprendiendo las aguas de adhesioacuten y de cohesioacuten) puede alcanzar un espesor de hasta 15 a 20 moleacuteculas Aproximadamente los dos tercios exteriores de la peliacutecula pueden considerarse disponibles para la planta y constituyen la fuente principal de agua para su desarrollo

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES Agua destilada 4 vasos de precipitado de 300 mL 3 Probetas de 25 mL o tubos de ensaye de 25 mL 1 Probeta de 50 oacute 100 ml agitador magneacutetico 3 varillas de vidrio probeta de 100 ml potencioacutemetro con electrodo para pH Conductiacutemetro Agua desionizada Papel filtro Papel aluminio Solucioacuten buffer de pH 4 Solucioacuten buffer de pH 7 4 Embudos de filtracioacuten Parrilla con agitacioacuten magneacutetica

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL41- Medicioacuten de pH1- Colocar en un vaso de precipitado 15 g de suelo y 375 ml de agua destilada (relacioacuten 125)2- Mantener en agitacioacuten durante 5 minutos y

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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3- Medir el pH con el potencioacutemetro previamente calibrado asegurar que la barra magneacutetica no golpea al electrodo de vidrio4- Al terminar enjuagar perfectamente el electrodo para eliminar todo exceso de partiacuteculas de suelo y secarlo con papel absorbente5- Reportar los resultados en la tabla 1

43 Medicioacuten de Conductividad1- Pesar 100 g de suelo y colocarlos en un vaso de precipitados llevarlos al 100 de capacidad de retencioacuten de agua Adicionar suficiente agua destilada hasta observar 2 mm de agua por encima de la superficie del suelo teniendo precaucioacuten de no hacer espuma2- Tapar con papel aluminio y dejarlo reposar durante 24 horas en refrigeracioacuten3- Decantar el agua o en caso necesario centrifugar a 5000 rpm durante 5 minutos para obtener el liacutequido4- Colocar el liacutequido en un tubo de ensaye de 10 ml y con un conductiacutemetro medir la conductividad en miliSiemens (mS) de acuerdo a las indicaciones del profesor5- Anotar los resultados en la tabla no 2

Tabla No 2 Resultados obtenidos en la determinacioacuten de conductividad de suelos

CRAPesar 20 g de suelo con humedad conocida Colocarlos en un papel filtro sobre un embudo de filtracioacuten adicionar 100 ml de agua de la llave Inmediatamente tapar con papel filtro para evitar peacuterdidas de agua por

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Page 34: Lab. Quimica Ambiental_Practicas 1 a 9

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evaporacioacuten Desechar el filtrado y dejar reposar 24 horas Pesar el papel filtro que contiene el suelo huacutemedoNota Preparar un blanco con papel filtro

APF =Pesodelpapelhuacutemedo- pesodelpapelsecopesodelpapeloseco

CRA = capacidad de retencioacuten de aguaPm = peso de la muestra huacutemeda despueacutes de 24h gPSS = peso del suelo seco gPPF = peso del papel filtro seco gAPF = gramos de agua absorbida por gramo de papel filtro

5 RESULTADOSReportar los resultados obtenidos de acuerdo a las tablas 1 2 y 3

6 CUESTIONARIO1 Relacionar los resultados obtenidos con la determinacioacuten de pH y textura de los suelos muestreados2 iquestQueacute problemas agriacutecolas tiene un suelo que es altamente salino3 iquestQueacute caracteriacutesticas tendraacuten los lixiviados de un suelo salino4 iquestQueacute tipo de sales y metales estaacuten presentes en un suelo salino5 Investigar el tipo de sales y metales presentes en un suelo alcalino6 iquestQueacute valor de conductividad deberaacute presentar un suelo apto para la agricultura7 Por el valor de pH clasifique los suelos muestreados seguacuten la norma 0218 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos aacutecidos9 iquestQueacute tipo de cationes predominan en suelos alcalinos10 En el suelo muestreado iquestcuales especies quiacutemicas podriacutean estar presentes11 Relacionar el pH con la determinacioacuten de textura en el suelo12 Definir el concepto de conductividad

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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13 Explicar la importancia de esta medicioacuten en los suelos14 Interpretar los resultados obtenidos de acuerdo a la NOM-021 de todos los equipos15 iquestCuaacutel es la importancia de la capacidad de retencioacuten de agua de un suelo16 iquestCoacutemo se relaciona esta propiedad con la fertilidad del suelo17 iquestCoacutemo se relaciona la capacidad de retencioacuten de agua con el tamantildeo de partiacutecula del suelo

7- BIBLIOGRAFIA1 Black CA Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19952 Black CA Methods of Soil Analysis Part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 19953 Soriano-Soto M Pons-Martiacute V Praacutecticas de Edafologiacutea y Climatologiacutea Editorial Alfaomega Universidad Politeacutecnica de Valencia 20044 Norma Oficial Mexicana NOM-021-RECNAT-2000 que establece las especificaciones de fertilidad salinidad y clasificacioacuten de suelos Estudios muestreo y anaacutelisis5 Alexander M Microbiologiacutea del suelo Editorial AGT EDITORES Meacutexico DF 1980 capiacutetulo 23 y 46 Primo Yuacutefera E y Carrasco Dorrieacuten J M (1973) ldquoQuiacutemica Agriacutecolardquo Suelos y fertilizantes Editorial Alhambra Primera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 472

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA No 8DETERMINACIOacuteN DE TEXTURA DEL SUELO

1- OBJETIVOSa) El alumno utilizaraacute la teacutecnica ldquoBouyoucosrdquo para la determinacioacuten de textura de un suelob) El alumno identificaraacute la textura del suelo mediante el diagrama de clases texturales relacionando con el tamantildeo de partiacutecula y las propiedades generales del suelo

2- INTRODUCCIOacuteNLa textura de un suelo expresa las proporciones en peso de las

partiacuteculas inorgaacutenicas contenidas en las distintas clases de tamantildeo inferiores a 2 mm Al ser las partiacuteculas de forma irregular debemos adoptar un criterio de definicioacuten del ldquotamantildeordquo eligiendo el siguiente diaacutemetro de la esfera cuya densidad y velocidad de sedimentacioacuten en un fluido dado es igual al de la partiacutecula

Para una clasificacioacuten de los suelos seguacuten la textura se agrupan los tamantildeos en fracciones En todas las clasificaciones se establece una divisioacuten en tres grupos arena limo y arcilla y subdivisiones dentro de esos grupos Las diferencias entre las clasificaciones aparecen al fijar los liacutemites de separacioacuten de los grupos y subgrupos

La clasificacioacuten que se utilizaraacute corresponde a la del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (U S D A) cuyos tamantildeos para la arena limo y arcilla aparecen en la tabla No 1

Tabla No 1 Tamantildeo de las partiacuteculas y caracteriacutesticas de las fracciones de arenalimo y arcilla en la clasificacioacuten USDA

Determinacioacuten de textura mediante el diagrama triangularSe definen las clases texturales por la dominancia en el suelo de las

propiedades de una o maacutes de las fracciones arcilla limo o arena La ausencia de dominancia de las propiedades de una de estas fracciones corresponde a la clase franca

Los cuatro teacuterminos arcilla limo arena y franco combinadas como nombres y adjetivos designan doce clases texturales que pueden ser deducidas conociendo el peso de las tres fracciones mediante el diagrama triangular figura 1 Este diagrama se utiliza para designar la textura de un suelo La mayor parte del aacuterea estaacute ocupada por clases con el

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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nombre o adjetivo ldquoarcillosardquo y la menor parte por clases con el nombre o adjetivo ldquoarenosardquo debido a la no proporcionalidad entre el porcentaje en peso de dichas fracciones y exposicioacuten de las caracteriacutesticas (maacutexima para la arcilla y miacutenima para la arena)

Determinacioacuten de textura por medio del densiacutemetroEn este procedimiento para determinar la concentracioacuten de soacutelidos

suspendidos se mide la densidad de la suspensioacutenLa densidad de la suspensioacuten consta de un sumando que es la

densidad del liacutequido otro sumando que es la concentracioacuten del soacutelido en gramos por litro y de un tercer sumando negativo que representa la parte del liacutequido desalojado por el soacutelido

Siendo D la densidad de la suspensioacuten (en gcm3) d1 la densidad del liacutequido C la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en gramoslitro y ds la densidad del soacutelido

Al cabo de un cierto tiempo desde el comienzo de la sedimentacioacuten la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos y la densidad variacutean con la profundidad y las correspondientes a una zona determinada dependen del tamantildeo de las partiacuteculas

Durante la sedimentacioacuten la densidad de la suspensioacuten va disminuyendo y el densiacutemetro se va sumergiendo existiendo una relacioacuten entre la distancia en centiacutemetros desde el centro del bulbo del densiacutemetro hasta la superficie de la suspensioacuten y el tamantildeo de las partiacuteculas que se encuentran a una profundidad determinada En lugar de la distancia desde el centro del bulbo del densiacutemetro a la superficie da la suspensioacuten se puede tomar la lectura de la escala del densiacutemetro graduada de forma conveniente

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Figura 1 Diagrama triangular de las clases texturales baacutesicas del suelo seguacuten el tamantildeo de partiacuteculas de acuerdo con el USDA

Esta relacioacuten es distinta para cada tipo de densiacutemetro debido a la diversa forma y tamantildeo de los mismos y al hecho de que la suspensioacuten tiene una densidad diferente en cada punto Se fabrican densiacutemetros normalizados disentildeados para la determinacioacuten de la textura de los suelos (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten)

La escala del densiacutemetro puede estar graduada para indicar la densidad de la suspensioacuten o la concentracioacuten de soacutelidos suspendidos en un medio con una d1 determinada y para unas partiacuteculas con ds tambieacuten determinada

Cuando la escala indica la concentracioacuten en gramoslitro y la muestra esta suspendida en un litro de agua el cociente entre la lectura del densiacutemetro y el peso de la muestra de suelo indica la proporcioacuten de partiacuteculas de un tamantildeo determinado Este tamantildeo dependeraacute del tiempo transcurrido desde el comienzo de la sedimentacioacuten En el densiacutemetro de Bouyoucos la lectura realizada a los cuarenta segundos dividida por el peso de la muestra seca indica la porcioacuten de limo+arcilla por gramo de suelo y la realizada a las dos horas indica la proporcioacuten de arcilla por gramo de suelo de la diferencia entre ambas se deduce la proporcioacuten de limo y por diferencia con el total la arena

Como la densidad y la viscosidad del agua variacutean con la temperatura y los densiacutemetros estaacuten calibrados a una temperatura determinada cuando las medidas se efectuacutean a condiciones diferentes deberaacute realizarse la correccioacuten correspondiente(EPrimo Yuacutefera y JM Carrasco Dorrieacuten)

Teacutecnica del densiacutemetro de (Bouyoucos)

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Experimentalmente se determina que cuando se utiliza un densiacutemetro del tipo Bouyoucos la concentracioacuten de soacutelidos totales en la suspensioacuten (en glitro) indicada por la escala del densiacutemetro a los cuarenta segundos despueacutes de la agitacioacuten corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 20 μ ( lt 002 mm) (arcilla y limo) y la indicada a las dos horas corresponde a partiacuteculas de diaacutemetro lt 2μ (arcilla) (E Primo Yuacutefera y J M Carrasco Dorrieacuten 1973)

3- MATERIAL EQUIPO REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Densiacutemetro Bouyoucos Un agitador con soporte Un cronoacutemetro Dos termoacutemetros Un vaso metaacutelico Una pipeta de 10 ml Un frasco lavador

32 Reactivos y soluciones Carbonato de sodio Hexametafosfato de sodio Agua destilada Solucioacuten de HCl 1N Solucioacuten de NaHCO3 1N 100 g de 2 Suelos uno muestreado en zona industrial y suelo muestreado en bosque selva o de jardiacuten

Solucioacuten dispersante de hexametafosfato de sodio Se disuelven 37 g de Hexametafosfato de soacutedico y 794 g de carbonato de sodio en 300 ml de agua destilada y se diluye hasta un litro de agua destilada (El hexametafosfato soacutedico puede preparase calentando fosfato monosoacutedico a 650 ordmC)

4 DESARROLLO EXPERIMENTAL41 Instrucciones particularesa) Se pesan 50 g de suelo desecado al aire y tamizado a traveacutes de una malla de 2mmb) Se coloca el suelo en la copa de la batidora o licuadora y se antildeaden 10 ml de solucioacuten dispersante y agua destilada hasta que la superficie del liacutequido quede a unos 6 cm sobre el fondo de la copa o por encima de las aspasc) Se dispersa mediante la batidora durante 2 minutosd) Se vierte el contenido en una probeta de 1 litro arrastrando con agua de la piseta todas las partiacuteculas Se completa con agua destilada hasta 1 litroe) Se agita la probeta tapada durante un minuto a fin de homogeneizar el contenidof) Se coloca la probeta en la mesa al mismo tiempo que pone a correr el cronoacutemetro Se introduce el densiacutemetro cuidadosamente dentro de la dispersioacuten y a los cuarenta segundos del cese de la agitacioacuten se anotai) Medida del densiacutemetro(c y crsquo)

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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ii) Temperatura en grados centiacutegrados ( t y trsquo)g) Se saca el densiacutemetro de la suspensioacuten y se deja sedimentar eacutestah) Al cabo de ciento veinte minutos del momento del cese de la agitacioacuten se vuelve a introducir el densiacutemetro y se anota los datos

42 caacutelculosUna vez conocidos los valores c y c se sustituyen en las siguientes foacutermulas

Dondey = Porcentaje de arcillax ndash y = Porcentaje de limo100 - x = Porcentaje de arena036 = Factor de correccioacuten por grado de diferencia de temperatura

NOTA Se supone que la temperatura de contraste del hidroacutemetro Bouyoucos es de 20 ordmC

Una vez obtenidos los resultados del anaacutelisis mecaacutenico del suelo donde se obtendraacuten los diferentes porcentajes de arena limo y arcilla se designaraacute la textura de ese suelo utilizando para ello la figura 1 En cualquier punto del triangulo la suma de los porcentajes de arena limo y arcilla es 100 Por ejemplo Si se obtiene 15 de arcilla 65 de arena y 20 de limo utilizando la figura 1 se obtiene un suelo de textura migajoacuten-arenoso (punto A de la figura)

5- RESULTADOS1 Hacer la correccioacuten en la ecuacioacuten por temperatura de acuerdo a la tabla de temperaturas en la NOM-021 y reportar los resultados de todos los equipos

Tabla 1- Porcentaje de partiacuteculas del suelo

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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3- Textura del suelo de cada equipo en la tabla No 2

6- CUESTIONARIO1 iquestQue efecto tiene el hexametafosfato de sodio en el suelo2 Buscar la foacutermula del hexametafosfato de sodio3 De acuerdo al triangulo de texturas que clasificacioacuten tienen los suelos muestreados4 Clasificar los suelos muestreados de acuerdo a la NOM-0215 Que tamantildeo de partiacutecula predomina en los suelos muestreados6- De acuerdo al porcentaje de arena arcilla y limo coacutemo es el drenado de aguaen este tipo de suelos7- Queacute propiedades del suelo se asocian con el tamantildeo de partiacutecula

7- BIBLIOGRAFIA1 E Primo Yuacutefera J M Carrasco Dorrieacuten Quiacutemica Agriacutecola Editorial AlhambraPrimera edicioacuten Barcelona Espantildea PP 4722 Black CA Methods of Soil Analysis part 2 Chemical and Microbiological Properties in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy incEditorial Madison Wisconsin USA 19953 Black CA Methods of soil analysis part 3 Chemical Methods in cheid in the series Agronomy American society of Agronomy inc Editorial Madison Wisconsin USA 1995

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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PRACTICA No 9EVALUACIOacuteN DE LA CONCENTRACIOacuteN DE CO2 EN EL AacuteREA DE TRABAJO

1 OBJETIVOEl alumno analizaraacute la concentracioacuten de CO2 que permanece en el aacuterea de trabajo relacionaacutendola con las concentraciones maacuteximas permisibles y los posibles dantildeos a la salud

2 INTRODUCCIOacuteNJoseph Black un fiacutesico y quiacutemico escoceacutes descubrioacute el dioacutexido de

carbono alrededor de 1750 A temperatura ambiental (20-25 oC) el dioacutexido de carbono es un gas inodoro e incoloro ligeramente aacutecido y no inflamable

El dioacutexido de carbono es una moleacutecula con la foacutermula molecular CO2 Esta moleacutecula linear estaacute formada por un aacutetomo de carbono que estaacute ligado a dos aacutetomos de oxiacutegeno El dioacutexido de carbono se encuentra principalmente en el aire pero tambieacuten en el agua formando parte del ciclo del carbono

El dioacutexido de carbono es uno de los gases maacutes abundantes en la atmoacutesfera El dioacutexido de carbono juega un papel importante en los procesos vitales de plantas y animales tales como fotosiacutentesis y respiracioacuten

Las plantas verdes transforman el dioacutexido de carbono y el agua en nutrimentos tales como glucosa y oxiacutegeno Este proceso se denomina fotosiacutentesis

La reaccioacuten general de la fotosiacutentesis es como sigue

6 CO2 + 6 H2O --gt C6H12O6 + 6 O2

Las plantas y los animales a su vez transforman los nutrientes combinaacutendolos con oxiacutegeno para obtener energiacutea para el crecimiento y otras funciones vitales Este es el proceso de respiracioacuten el inverso de la fotosiacutentesis

La reaccioacuten de la respiracioacuten es como sigue

C6H12O6 + 6 O2 --gt 6 CO2 + 6 H2O

La fotosiacutentesis y la respiracioacuten juegan un papel muy importante en el ciclo del carboacuten y estaacuten en equilibrio entre siacute La fotosiacutentesis domina durante la eacutepoca maacutes templada del antildeo y la respiracioacuten domina durante la eacutepoca maacutes friacutea del antildeo Sin embargo ambos procesos tienen lugar a lo largo de todo el antildeo En conjunto entonces el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera disminuye durante la eacutepoca de crecimiento y aumenta durante el resto del antildeo Debido a que las estaciones en los hemisferios norte y sur son opuestas el dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera aumenta en el norte mientras que disminuye en el sur y viceversa El ciclo estaacute maacutes claramente presente en el hemisferio norte porque tiene relativamente maacutes masa y vegetacioacuten terrestre Los oceacuteanos predominan en el hemisferio sur

Solubilidad del CO2 en agua

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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El dioacutexido de carbono se disuelve ligeramente en agua para formar un aacutecido deacutebil llamado aacutecido carboacutenico H2CO3 de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

CO2 + H2O --gt H2CO3

Despueacutes de esto el aacutecido carboacutenico reacciona ligera y reversiblemente en el agua para formar un catioacuten hidronio H3O+ y el ioacuten bicarbonato HCO3- de acuerdo con la siguiente reaccioacuten

H2CO3 + H2O --gt HCO3- + H3O+

Este comportamiento quiacutemico explica por queacute el agua que normalmente tiene un pH neutro de 7 tiene un pH aacutecido de aproximadamente 55 cuando ha sido expuesta al aire

Emisiones de dioacutexido de carbono antropogeacutenicasDebido a las actividades humanas la cantidad de CO2 liberada a la

atmoacutesfera ha estado aumentando enormemente durante los uacuteltimos 150 antildeos Como resultado ha excedido la cantidad absorbida por la biomasa los oceacuteanos y ecosistemas secuestradores de carbono El aumento de la concentracioacuten de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera de alrededor de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en 1998 principalmente debido a las actividades humanas durante y despueacutes de la revolucioacuten industrial que empezoacute en 1850

Algunas de las actividades antropogeacutenicas que han contribuido al incremento de la cantidad de dioacutexido de carbono en el aire es el uso de combustibles foacutesiles produccioacuten de cemento tala inmoderada y quema de bosques Alrededor del 22 de la actual concentracioacuten de CO2 en la atmoacutesfera existe debido a estas actividades

Problemas ambientales La troposfera es la parte baja de la atmoacutesfera de 10 a 15 kiloacutemetros de ancho Dentro de la troposfera hay gases llamados gases invernadero

Cuando la luz del sol alcanza La Tierra una parte es transformada en calor Los gases invernadero absorben parte del calor y lo retienen cerca de la superficie terrestre de forma que La Tierra se calienta Este proceso comuacutenmente conocido como efecto invernadero fue descubierto hace muchos antildeos y fue maacutes tarde confirmado por medio de experimentos de laboratorio y medidas atmosfeacutericas

La vida tal y como la conocemos existe uacutenicamente gracias a este efecto invernadero natural porque este proceso regula la temperatura de La Tierra Cuando el efecto invernadero no exista toda La Tierra se cubriraacute de hieloLa cantidad de calor retenida en la troposfera determina la temperatura de la Tierra La cantidad de calor en la troposfera depende de las concentraciones de los gases invernadero y de la cantidad de tiempo que estos gases permanecen en la atmoacutesfera Los gases invernadero maacutes importantes son dioacutexido de carbono CFCs (Cloro Fluoro Carbonos) oacutexidos de nitroacutegeno y metano

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Desde el inicio de la revolucioacuten industrial en 1850 los procesos humanos han estado provocando emisiones de gases invernadero tales como CFCs y dioacutexido de carbono

Esto ha causado un problema ambiental la cantidad de gases invernadero ha aumentado tanto que el clima terrestre estaacute cambiando porque las temperaturas estaacuten aumentando Esta adicioacuten anti-natural al efecto invernadero es conocida como calentamiento global Se sospecha que el calentamiento global puede provocar un aumento de la actividad de las tormentas derretimiento de las placas de hielo de los polos lo que provocaraacute inundaciones en los continentes habitados y otros problemas ambientales

Junto con el hidroacutegeno el dioacutexido de carbono es el principal gas invernadero Sin embargo el hidroacutegeno no es emitido durante los procesos industriales Los humanos no contribuimos a la variacioacuten de la cantidad de hidroacutegeno en el aire eacutesta cambia solo naturalmente durante el ciclo hidroloacutegico y como resultado no constituye una causa del calentamiento global

El incremento de las emisiones de dioacutexido de carbono provoca alrededor del 50-60 del calentamiento global Las emisiones de dioacutexido de carbono han aumentado de 280 ppm en 1850 a 364 ppm en los 90

En el paacuterrafo anterior se han mencionado diversas actividades humanas que contribuyen a la emisioacuten de dioacutexido de carbono gaseoso De esas actividades la combustioacuten de combustibles foacutesiles para la generacioacuten de energiacutea provoca alrededor del 70-75 de las emisiones de dioacutexido de carbono El resto del 20-25 de las emisiones son provocadas por las emisiones de los tubos de escape de los vehiacuteculos

La mayor parte de las emisiones de dioacutexido de carbono derivan de procesos industriales en paiacuteses desarrollados tales como los Estados Unidos y Europa Sin embargo las emisiones de dioacutexido de carbono de los paiacuteses desarrollados estaacuten aumentando En este siglo se preveacute que las emisiones de dioacutexido de carbono se dupliquen y se preveacute que continuaraacuten aumentando y que posteriormente causaraacuten problemas

El dioacutexido de carbono permanece en la troposfera durante 50 a 200 antildeos La primera persona que predijo que las emisiones de dioacutexido de carbono procedentes de la combustioacuten de combustibles foacutesiles y otros procesos de combustioacuten provocariacutean un calentamiento global fue Svante Arrhenius que publicoacute el estudio ldquoSobre la influencia en la temperatura del suelo del aacutecido carboacutenico en el airerdquo en 1896

A principios de 1930 se confirmoacute que el dioacutexido de carbono atmosfeacuterico estaba realmente aumentando A finales de los 50 cuando se desarrollaron teacutecnicas de medida altamente precisas se encontroacute auacuten mas confirmacioacuten En los 90 la teoriacutea del calentamiento global fue ampliamente aceptada aunque no por todo el mundo

Todaviacutea se discute el que el calentamiento global esteacute realmente causado por el aumento de dioacutexido de carbono en la atmoacutesfera

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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Fig 1- Elevacioacuten de las concentraciones de dioacutexido de carbono en el aire en las deacutecadas pasadas

3 MATERIALES REACTIVOS Y SOLUCIONES31 Material

Frascos de boca ancha de 100 mL 1 Pipeta volumeacutetrica de 20 mL 1 pipeta volumeacutetrica de 5 mL 3 matraces erlenmeyer de 125 oacute 250 mL Cinta meacutetrica 2 buretas de 25 mL

32 Reactivos NaOH HCl Anaranjado de metilo Fenolftaleiacutena

33 Soluciones HCl 1 N HCl 01 N NaOH 1N (PREPARADO RECIENTEMENTE) Indicador de anaranjado de metilo al 01 Indicador de fenolftalleiacutena al 05

4- DESARROLLO EXPERIMENTAL1- Colocar con exactitud medidos con pipeta volumeacutetrica o con bureta 20 mL deNaOH 1N en cuatro frascos de boca ancha Uno de ellos cerrarlo de formahermeacutetica e inmediatamente2- Los otros 3 frascos esparcirlos en el aacuterea del laboratorio y dejarlos abiertosdurante 1 o dos semanas con el fin de captar el CO2 en toda el aacuterea3- Despueacutes del tiempo estipulado cerrar hermeacuteticamente los frascos hasta suanaacutelisis

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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4- Para el anaacutelisis tomar una aliacutecuota de 5 mL medido con pipeta volumeacutetrica5- Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada para incrementar elvolumen6- Adicionar 3 gotas de fenolftaleiacutena y titular con HCl 1N hasta rosa tenue Si sepasa a incoloro no se sabraacute si se adicionoacute exceso de HCl 1N (Aproximadamente sedebe gastar alrededor de 1 mL)7- Adicionar 5 gotas de anaranjado de metilo y continuar la titulacioacuten con HCl 01 N hasta el vire del indicador a rojo canela Este gasto de HCl 01 N es el que debeanotarse8- Hacer los caacutelculos necesarios para obtener mgCO2(m3 airediacutea)9- Investigar los m3 del aacuterea de estudioCon el gasto del HCl 01 N (Ojo anotar la normalidad real del frasco que se preparoacuteen el laboratorio)producido La ecuacioacuten empleada fue la siguiente

DondeCO2 contenido de CO2 (mgm3)Gm Volumen de HCl (01N) empleado para la muestra (ml)Gbco Volumen de HCl (01N) empleado para el blanco (ml)N Normalidad del HCl (meqml)44 Equivalente de CO2 para transformar a gramos de CO2205 Factor por el que se multiplicoacute para obtener el total debido a que se usoacute unaaliacutecuota de 5 ml de un total de 20 mLVA = volumen del aacuterea de trabajo en metros cuacutebicos5- RESULTADOSCalcular los mg CO2 por cada m3 airediacutea del aacuterea evaluadaLlenar la siguiente tabla

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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6- CUESTIONARIO1- Cuaacutel es la concentracioacuten maacutexima permisible de CO2 en el aire2- Investigar los usos del CO2

3- Investigar los efectos del CO2 en la salud4- Anotar los mecanismos que se han propuesto en el protocolo de Kyoto paradisminuir las concentraciones de CO2 en el mundo5- Investigar algunos de los procesos y proyectos que se estan llevando a cabo en6- Meacutexico para contribuir a la disminucioacuten del calentamiento global

7- BIBLIOGRAFIacuteA1- Orozco Barrenetxea C Peacuterez-Serrano A Gonzaacutelez-Delgado MN Rodriacuteguez-Vidal FJ Alfayate Blanco JM 2005 Contaminacioacuten ambiental Una visioacuten desde la Quiacutemica Thomson Editirores Espantildea 1era Edicioacuten 3era reimpresioacuten 682 pp ISBN 84-9732-178-22- Llorca-Llorca R Bautista- Carrascosa I 2004 Atmoacutesfera suelo y agua Universidad Politeacutecnica de Valencia Alfaomega editores 100pp ISBN 84-9705-152-13- APHA AWWA WPCF 1989 Standard methods for the examination of water andwastewater 17th ed Published jointly by American Public Health Association American Water Works Association and Water Environment Federation American Public Health Association 2015 Fifteenth Street Washington DC 20005 USA4- 12-23-94 NORMA Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993 Salud ambiental Criterio para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al monoacutexido de carbono (CO) Valor permisible para la concentracioacuten de monoacutexido de carbono (CO) en el aire ambiente como medida de proteccioacuten a la salud de la poblacioacuten5- NORMA Oficial Mexicana NOM-CCAT-014-ECOL1993 que establece los niveles maacuteximos permisibles de emisioacuten de gases contaminantes provenientes del escape de los vehiacuteculos automotores en circulacioacuten que usan gas licuado de petroacuteleo gas natural u otros combustibles alternos como combustible

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