suelos

Propiedades físico-químicas.
Cambio iónico.
Se define el cambio iónico como los procesos reversibles por los cuales las partículas sólidas del suelo, adsorben iones de la fase líquida liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades equivalentes, estableciéndose el equilibrio entre ambos.



Es un proceso dinámico que se desarrolla en la superficie de las partículas. Como los ionesadsorbidos quedan en posición asimilable constituyen la reserva de nutrientes para las plantas.

Las causas que originan el intercambio iónico son los desequilibrios eléctricos de las partículas del suelo. Para neutralizar las cargas se adsorben iones, que se pegan a la superficie de las partículas. Quedan débilmente retenidos sobre las partículas del suelo y se pueden intercambiar con la solucióndel suelo.



Existen tres teorías que tratan de explicar el porqué de este proceso.
• Red cristalina. Considera las partículas de los minerales como sólidos iónicos. Los iones de los bordes están débilmente retenidos por lo que pueden abandonar la estructura y pueden cambiarse con los de la solución del suelo.
• Doble capa eléctrica. Considera el contacto entre el sólido y la fase líquidacomo un condensador plano. Entre el metal (el sólido) y el electrólito (la disolución) existe una diferencia de potencial que atrae a los iones de la solución del suelo. Se forma una doble capa eléctrica formada por los iones del sólido y los atraídos en la solución.
• Membrana semipermeable. La interfase sólido-líquido actúa como una membrana semipermeable que deja pasar los iones de lasolución y a los de la superficie de las partículas pero no a los del interior de los materiales.
Básicamente las tres teorías son compatibles y simplemente se trata de enfoques distintos:
- iones débilmente retenidos para la teoría cristalina.
- desequilibrios eléctricos para la teoría de la doble capa eléctrica.
- diferentes concentraciones para la teoría de la membrana semipermeable.
 
Capacidadde intercambio de cationes, CIC
Dentro del cambio iónico el más importante y mejor conocido es la capacidad de intercambio catiónico. En el suelo son varios los materiales que pueden cambiar cationes, los principales son las arcillas y la materia orgánica (los dos materiales presentan propiedades coloidales). Una suspensión o dispersión coloidal es un sistema físico que está compuesto de unmaterial en forma líquida o gaseosa, en el cual hay inmersas partículas, por lo general sólidas, de pequeño tamaño, en principio, del orden de las micras.
Las causas de la capacidad de cambio de cationes de las arcillas son:
• Sustituciones atómicas dentro de la red.
• Existencia de bordes (superficies descompensadas).
• Disociación de los OH de las capas basales.
• Enlaces de Van der Waals, quees un tipo de forma electrostática y se establece entre dos grupos no cargados. Son muy débiles individualmente, pero son importantes cuando su número es elevado.
En las arcillas, además de en su superficie, los iones pueden entrar entre las láminas.
Las causas de la capacidad de cambio de materia orgánica son:
• Disociación de los OH.
• Disociación de los COOH.

En cuanto a los factoresque hacen que un suelo tenga una determinada capacidad de cambio de cationes son varios.
• Tamaño de las partículas. Cuanto más pequeña sea la partícula, mas grande será la capacidad de cambio.
• Naturaleza de las partículas. La composición y estructura de las partículas influirá en las posibilidades de cambio de sus cationes. Así la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de algunos de losmateriales más comunes en los suelos los representamos en la siguiente tabla.
 Naturaleza de la partícula
 CIC, meq/100g
 cuarzo y feldespatos
 1-2
 oxidos e hidróx. Fe y Al
 4
 caolinita
 3-15
 ilita y clorita
 10-40
 montmorillonita
 80-150
 vermiculita
 100-160
 materia orgánica
 300-500
La naturaleza del cambiador confiere mayor a menor capacidad de cambio. Cada 1% de arcilla...