Reacciones del suelo y pH
Un agricultor de Danlí siembra frijol en su parcela y las plantas salen amarillentas y pequeñas, aunque aplicó fertilizante. El suelo no está «cansado»: está demasiado ácido y las raíces no pueden absorber lo que se les echa. ¿Cómo se mide esa acidez, qué significa un número como 4.8 y cómo se arregla?
El pH y la acidez del suelo
El suelo contiene agua con sustancias disueltas. Esa solución del suelo tiene iones hidronio ($\text{H}^+$ o $\text{H}_3\text{O}^+$) y iones hidróxido ($\text{OH}^-$). Si predominan los $\text{H}^+$, el suelo es ácido; si predominan los $\text{OH}^-$, es básico.
Las concentraciones de $\text{H}^+$ son muy pequeñas (como $0.000001$ mol/L). Por eso se usa una escala compacta, el pH.
El logaritmo convierte potencias de 10 en exponentes. Si $[\text{H}^+] = 10^{-n}$, entonces $\text{pH} = n$. La escala va de 0 a 14 a 25 °C, y el punto medio es el pH neutro.
| pH | Tipo de suelo |
|---|---|
| menor que 7 | ácido |
| 7 | neutro |
| mayor que 7 | básico (alcalino) |
Clasifique como ácido, neutro o básico un suelo con cada uno de estos valores de pH: $4.5$, $7.0$ y $8.5$.
Clasifique como ácido, neutro o básico un suelo con cada uno de estos valores de pH: $4.5$, $7.0$ y $8.5$.
Escriba la expresión que define el pH en función de la concentración de iones hidronio y calcule el pH de un suelo cuya disolución tiene $[\text{H}^+] = 1\times10^{-6}$…
Escriba la expresión que define el pH en función de la concentración de iones hidronio y calcule el pH de un suelo cuya disolución tiene $[\text{H}^+] = 1\times10^{-6}$ mol/L.
Cálculos con logaritmos
Cuando la concentración no es una potencia exacta de 10, se usa $\log(a\times10^{-n}) = \log a - n$. En los ejercicios se le darán valores como $\log 2 = 0.30$.
Para ir al revés, de pH a concentración, use $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}}$.
Una muestra de suelo de una finca cafetalera tiene $[\text{H}^+] = 2\times10^{-5}$ mol/L. Use $\log 2 = 0.30$ para calcular el pH e indique si el suelo es ácido o básico.
Una muestra de suelo de una finca cafetalera tiene $[\text{H}^+] = 2\times10^{-5}$ mol/L. Use $\log 2 = 0.30$ para calcular el pH e indique si el suelo es ácido o básico.
Un suelo tiene pH $5$ y otro tiene pH $7$. Calcule la concentración de $\text{H}^+$ en cada uno y determine cuántas veces mayor es la concentración de $\text{H}^+$ en el…
Un suelo tiene pH $5$ y otro tiene pH $7$. Calcule la concentración de $\text{H}^+$ en cada uno y determine cuántas veces mayor es la concentración de $\text{H}^+$ en el suelo más ácido.
El pH y los nutrientes
El pH controla qué nutrientes pueden absorber las raíces. Con pH muy bajo, el aluminio y el manganeso se disuelven en exceso y resultan tóxicos, mientras que el fósforo, el calcio y el magnesio quedan poco disponibles. Además, los microorganismos que descomponen la materia orgánica y fijan nitrógeno trabajan mal en suelos muy ácidos.
Una tabla indica que cierto nutriente está más disponible para las plantas en suelos con pH entre $6.0$ y $7.0$ y casi no se absorbe en suelos con pH menor que $5.0$. Un…
Una tabla indica que cierto nutriente está más disponible para las plantas en suelos con pH entre $6.0$ y $7.0$ y casi no se absorbe en suelos con pH menor que $5.0$. Un agricultor de Danlí mide pH $4.8$ en su parcela. Interprete el caso y explique qué debe hacer para mejorar la absorción del nutriente.
Corrección del pH: el encalado
Para bajar la acidez se aplica cal agrícola (carbonato de calcio, $\text{CaCO}_3$, o cal apagada, $\text{Ca(OH)}_2$). Estas sustancias reaccionan con los $\text{H}^+$ y los consumen:
$$\text{CaCO}_3 + 2\,\text{H}^+ \rightarrow \text{Ca}^{2+} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2$$Al disminuir $[\text{H}^+]$, el pH sube. Además aporta calcio, un nutriente. Si el suelo es demasiado básico, se corrige con materia orgánica o azufre, pero eso es menos común en Honduras.
Mencione una sustancia que se usa para disminuir la acidez de un suelo (por ejemplo, la cal agrícola) e indique si su efecto es subir o bajar el pH.
Mencione una sustancia que se usa para disminuir la acidez de un suelo (por ejemplo, la cal agrícola) e indique si su efecto es subir o bajar el pH.
Un suelo de una parcela tiene pH $5.0$. Después de aplicar cal agrícola, el pH sube a $6.5$. Use $10^{-6.5} \approx 3.2\times10^{-7}$ para calcular la concentración de…
Un suelo de una parcela tiene pH $5.0$. Después de aplicar cal agrícola, el pH sube a $6.5$. Use $10^{-6.5} \approx 3.2\times10^{-7}$ para calcular la concentración de $\text{H}^+$ antes y después del encalado y determine cuántas veces disminuyó. Explique, con base en el resultado, por qué un cambio pequeño de pH implica un cambio grande en la acidez.
Lluvia ácida y prácticas agrícolas
El $\text{SO}_2$ y los $\text{NO}_x$ de la quema de combustibles y de incendios reaccionan con el agua de la atmósfera y forman ácidos:
$$\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_3 \qquad 3\,\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{HNO}_3 + \text{NO}$$La lluvia con estos ácidos aporta $\text{H}^+$ al suelo y baja su pH. Consecuencias:
-
Los nutrientes como calcio, magnesio y potasio se lavan y se pierden.
-
El aluminio se disuelve y daña las raíces.
-
Los microorganismos descomponedores y fijadores de nitrógeno disminuyen, y baja la fertilidad.
Dos prácticas agrícolas tienen efectos opuestos sobre el pH:
| Práctica | Efecto sobre el pH |
|---|---|
| Encalado (cal agrícola) | Consume $\text{H}^+$: sube el pH |
| Uso excesivo de fertilizantes acidificantes (como el sulfato de amonio) | Libera $\text{H}^+$ al transformarse el amonio: baja el pH |
La lluvia ácida, producida cuando el $\text{SO}2$ y los $\text{NO}x$ reaccionan con el agua, puede acidificar los suelos. Argumente cómo esta acidificación afecta la…
La lluvia ácida, producida cuando el $\text{SO}_2$ y los $\text{NO}_x$ reaccionan con el agua, puede acidificar los suelos. Argumente cómo esta acidificación afecta la disponibilidad de nutrientes y la actividad de los microorganismos del suelo, y compare dos prácticas agrícolas, el encalado y el uso excesivo de fertilizantes acidificantes, en cuanto a su efecto sobre el pH.
Vuelva al principio: el frijol de Danlí se ponía amarillento porque el pH del suelo (4.8) bloqueaba la absorción de nutrientes; con cal agrícola el pH sube y las raíces vuelven a aprovechar el fertilizante.