Capacidad del suelo para la Retención de Elementos

Analizados los componentes minerales y la formación de complejos, en las últimas aportaciones, desarrollaremos en los próximos días otros aspectos del suelo que, como los anteriores, son esenciales para su formación. Trataremos hoy sobre el tema de la retención de elementos, es decir, de la capacidad que tienen ciertos componentes del suelo de captar  partículas e incorporarlas a su estructura, o de guardarlas, hasta ser degradadas o hasta que puedan ser disponibles por animales y plantas.

Cuando un compuesto llega al suelo, en función de sus características, ocupa un lugar en alguna fase del sistema: sólida, líquida o gaseosa. Es, generalmente, en la fase sólida donde tienen lugar los procesos más complejos de adaptación y son, fundamentalmente, los minerales de la arcilla y la materia orgánica los constituyentes más activos.

Este fenómeno tiene lugar cuando el elemento «extraño» que llega del suelo, no es eléctricamente neutro, en cuyo caso tiende a ganar o perder electrones para alcanzar el equilibrio. El tipo de estructura que presenta, el grado de alteración y la facilidad de disociar sus grupos funcionales, son los factores que determinaran el grado de unión que se produce.

Son diversos los mecanismos que tienen lugar en el interior del suelo para la retención de compuestos químicos, aunque los más importantes, por afectar a muchos compuestos, son la adsorción y el intercambio iónico.

El primero de ellos se define como la asociación de sustancias, ya sean moléculas, átomos o iones, a las superficies de los receptores. La sustancia que se concentra en la superficie y se adsorbe se llama «adsorbato» y el constituyente del suelo capaz de retener se llama «adsorbente«. En los mecanismos que dan lugar a esta asociación se encuentran implicadas: fuerzas de Van der Waals, y/o fuerzas de enlace por puentes de hidrógeno, cuando se trata de moléculas, y  enlace iónico y/o enlace covalente, para el caso de átomos o iones.

Cuando la adsorción tiene lugar como consecuencia de fuerzas de Van der Waals se llama adsorción física, y en este caso la molécula no se fija en un lugar especifico de la superficie del adsorbente, sino se encuentra libre en la interfase. Si el absorbato interacciona químicamente con el adsorbente el fenómeno se denomina quimisorción, la energía de adsorción, en este caso, es muy elevada y la fuerza de retención es mayor.

Para conocer la relación existente entre el compuesto retenido y el que está en solución, se recurre a aproximaciones experimentales de equilibrio, mediante el empleo de métodos de laboratorio: experiencias en «batch» y métodos con la utilización de columnas. En ambos casos se obtiene el índice de retención, para lo cual se pone en contacto el suelo con una solución acuosa del elemento «extraño» a concentración conocida. En el primero de los casos por agitación, y en el segundo por tránsito de la solución por la columna. Los resultados experimentales pueden describirse teóricamente mediante  «isotermas de adsorción«, donde se representan gráficamente la relación entre la concentración del elemento retenido y la concentración en equilibrio.

El segundo mecanismo de importancia en la retención de elementos, es el  intercambio iónico, por el cual, el ión de un mineral es reemplazado por otro ión que esté en la solución del suelo, en otras palabras, iones disueltos en la fase líquida, pueden sustituir a iones estructurales de la fase sólida.

La existencia de cargas en la superficie de las arcillas, exige que haya iones de signo contrario que sean retenidos para que se cumpla el principio de electroneutralidad del sistema. Los iones en la fase líquida, pueden encontrarse unidos a moléculas de agua, formando iones solvatados, o pueden encontrarse libres. Son, preferentemente, estos iones los que establecen uniones con el adsorbente -arcilla-, de tal forma, que ocupan las posiciones libres. Se trata pues, de un fenómeno regulado por un equilibrio dinámico, entre los iones adsorbidos en la superficie del adsorbente (minerales de la arcilla) y los iones en solución.

En general, este proceso se caracteriza porque las reacciones de intercambio que tienen lugar son reversibles, estequiométricas, rápidas y cumplen la ley de acción de masas.

Este mismo proceso se puede interpretar sin en lugar de minerales de la arcilla hablamos de la materia orgánica, aunque este punto se lo dejo a Carmen Lobo.

Hasta el próximo día

Antonio López Lafuente

Nota del Administrador: ¿Por qué no has puesto lo de los coloides, el carbono y el silicio que te comenté?

Nota de Antonio: Pero que plasta eres tío. Ya lo haré en su momento.

Nota del Administrador: ¿Y lo de la materia orgánica? Es importante enlazarlo pronto aquí, para que no quede este proceso medio explicado.

Nota de Antonio: ¿Pero eso no lo hace Carmen?

Nota del Administrador: Sí pero ya sabes que Carmen (…)

Nota de Antonio: Ese no es mi problema

Nota del Administrador: Pero si no, no puedo explicar (…)

Nota de Carmen: Limpio mi casita “tralaralarita” (jejejeje)… y si no el despacho o el laboratorio “tralaralarita” (jejeje)

Nota de Juanjo: Es importante Antonio

Nota de Antonio: Que “peñazo” con el concepto nuevo de suelo que quieres poner en la weblog. Mira chaval, si no te aclaras coges un Manual de Edafología, que falta te hace, lo lees y ya está.  En caso contrario, no te pongas a administrar una weblog sobre suelos. Tendrás cara.

Nota de Avelino: Esperar un poco (meses, años, lustros, siglos) y lo hago yo, inútiles, y de un plumazo.

Nota de Carmen, Antonio, JP y el administrador: ¡Qué te calles y escribas!, si es que te acuerdas. Tendrás cara “tío”.

Nota del Administrador: Yo no vine aquí para luchar contra los elementos.

Nota de Carmen, Avelino, JP y Antonio: Aquí el único elemento de cuidado eres tu: “ Chitón”

Nota del Administrador: ¡Buahhhhh!

Nota de Carmen: Ya le ha entrado la rabieta, ¡como no! Ponerle alguno el chupete, por favor, que así no hay quien trabaje, perdón, quien limpie (uffff casi meto la pata).

Nota de Antonio: Anda guapa que con eso de la emancipación. ¿Por qué no hechas una mano? “Hemosa”.

Nota de Carmen: Estoy SuperSuperSuperLiada

Nota del Antonio: O te callas o no te saco a cenar

Nota del Administrador (uhhhmmmmmm)

Nota de Carmen: ¿No ves Antonio?, tienes mucha mano con los adolescentes, o los adultos con el síndrome de Peter Pan

Nota del Admim¡nistrador: ¿? Umhhhhhhh (…) ¡Buahhhhhhh!

Nota de JP: Esto es como”La Saga de los Porreta”, la que oía por la radio cuando era peque.

Nota del Administrador: El Nene quiere geles y coloides. ¡Buahhhhhhh!

Nota de Carmen: Coloides te voy a dar yo a ti “pal pelo”. Ahora te quito tu SuperSuper PlayStation ¡ehahhhhh!

Nota del Administrador : ¡Buahhhhhhhh!