MP 5 intercambio iónico del suelo
Los
iones son átomos o moléculas llevando cargas eléctricas. Los iones con carga
positiva se llaman cationes, los con carga negativa aniones. Normalmente un
átomo mantiene carga eléctrica neutra mientras no se altere el balance
existente entre la cantidad de electrones con carga negativa girando en su
última órbita y la cantidad de protones con carga positiva contenidas en el
núcleo. Sin embargo, ese balance se puede alterar si excitamos el átomo
mediante la aplicación de calor, luz, corriente eléctrica o por medio de una
reacción química. Con alguno de esos métodos un átomo puede ganar o ceder uno o
varios electrones en su última órbita y convertirse en un ión del propio
elemento químico.
Así, cuando el átomo pierde electrones, se convierte en un ión positivo o catión del elemento de que se trate, debido a que en esa situación la carga eléctrica positiva de los protones del núcleo supera a la negativa de los electrones que quedan girando en sus respectivas órbitas.
En el caso contrario, cuando el átomo gana algún electrón en la última órbita, se convierte en un ión negativo o anión, pues en ese caso la carga eléctrica negativa de los de electrones superará a la carga positiva de los protones contenidos en el núcleo.
Tanto los iones positivos como los negativos, son los responsables de que los átomos manifiesten fenómenos físicos y reacciones químicas.
Así, cuando el átomo pierde electrones, se convierte en un ión positivo o catión del elemento de que se trate, debido a que en esa situación la carga eléctrica positiva de los protones del núcleo supera a la negativa de los electrones que quedan girando en sus respectivas órbitas.
En el caso contrario, cuando el átomo gana algún electrón en la última órbita, se convierte en un ión negativo o anión, pues en ese caso la carga eléctrica negativa de los de electrones superará a la carga positiva de los protones contenidos en el núcleo.
Tanto los iones positivos como los negativos, son los responsables de que los átomos manifiesten fenómenos físicos y reacciones químicas.
La
energía de ionización (EI) o potencial de ionización (PI) es la energía mínima
necesaria para arrancar un electrón de un átomo en fase gaseosa y estado
fundamental, siendo el electrón arrancado el más externo, es decir, el más
alejado del núcleo. La ecuación correspondiente se puede escribir como:
A (g) + EI –> A+ (g)
+ 1e-
El
electrón más alejado será el que se halla atraído con menos fuerza por el
núcleo y, por tanto, el más fácil de arrancar (requiere menos energía).
Los
factores de los cuales depende la energía de ionización son:
a) La
carga del núcleo atómico
b) El
apantallamiento que experimentan los electrones externos debido a los
electrones internos
c) El
tamaño del átomo
d) El
tipo de orbital (s, p, d o f)
Esencialmente,
cuanto mayor es el valor de Z más fuerte atrae los electrones de la corteza y
más difícil resulta arrancarlos. Como consecuencia de esto, un átomo cuyo radio
es menor tiene los electrones de la última capa más cercanos al núcleo y cuesta
más arrancarlos. Así, la energía de ionización varía en sentido contrario a la
variación del radio atómico.
Intercambio cationico
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 solución del suelo.
Cuanto más
superficie tenga el material y más desequilibrada se encuentre, más iones se
fijaran. Según se intercambien cationes o aniones se habla de capacidad de
intercambio catiónico (es el más importante) o aniónico, respectivamente.
Intercambiador:
partículas de suelo menores de 2 μm (coloides), arcillas, óxidos, compuestos
húmicos y complejos húmicos - arcillosos.
Iones Intercambiables: son aquellos cationes y
aniones que se adsorben y desorben sin limitaciones Ca2+, Mg+, K+, Na+, Cl - ,
SO4 2-
Iones no Intercambiables: se presentan
retenidos enérgicamente (fijación), o forman parte de compuestos minerales u
orgánicos, como quelatos, redes cristalinas de minerales, uniones específicas
con grupos complejos.
Objetivo
Demostrar
la presencia de cationes absorbidos, extrayéndolos por un proceso de
intercambio iónico
1
probeta
2
vasos precipitados
1
embudo
Papel
filtro
1
pipeta
Tierra
Sustancias
|
Formula
|
Cantidad
|
|
Acetato de amonio
|
AcNH4
|
10 ml
|
|
Agua destilada
|
H2O
|
10 ml
|
|
Cobaltinitrito sódico
|
Na3Co(NO2)6
|
2 gotas
|
|
Procedimiento
Primero
pesamos 3 gramos de tierra en dos secciones, colocándola en los embudo ya con
el papel filtro y la tierra ya pesada.
Después medimos en la probeta 10 ml de agua destilada y 10 ml de acetato de
amonio. Vertimos la solución agua a la tierra. Luego el acetato dejamos que se
filtrara bien. A continuación vertimos los colados a las cajas de petri. Por ultimo pusimos una
gota de cobaltinitrito de sodio a cada una de los colados.
Resultados
El ion
amonio desplaza al ion potasio de la fase absorbida, en cambio el agua no logra
desplazar al potasio intercambiable.
Conclusión
Como
conclusión pudimos observar como se comporta el intercambio iónico del suelo en
la fase absorbida y como se pudo intercambiar un ion por otro el la solución del
suelo. Así demostramos como ahí un
continuo intercambio de cationes en la fase del suelo.