CAPÍTULO IV Determinación de los sulfatos muy solubles existentes

CAPÍTULO IV
Determinación de los sulfatos muy solubles existentes en los
suelos, por turbidometría.
Es operación necesaria, al hacer el estudio de los suelos salinos,
la determinación del SO4-- combinado al Na + y Mg+ -1-. . La determinación gravimétrica y la volumétrica son lentas y, por consiguiente,
cuando se precisa efectuar un gran número de análisis es conveniente
disponer de un método que permita hacerla por series, con lo que se
ahorra considerablemente el tiempo.
En la presente técnica se precipita el SO4-- de la solución acuosa en condiciones contrarias a das del método gravimétrico, es decir,
en las de obtener un precipitado pulverulento, y que, como tal, se mantiene en suspensión el tiempo suficiente para que se pueda determinar
por la opacidad de la suspensión del sulfato bárico el contenido de
éste.
La precipitación se hace por el cloruro bárico en frío, habiendo
observado que dosis de 0,2 a 4 g. de éste por ioo c. c. de solución no
tienen influencia sobre la naturaleza del precipitado; es decir, que persiste entre estas dosis la forma pulverulenta, aun a las veinticuatro
horas de haberse efectuado. El precipitado puede llevarse en suspensión agitando, y las medidas nefelométricas son idénticas a las obtenidas a'. la hora de hacerse la precipitación.
Se ha ensayado también la influencia de la acidificación sobre la
estructura del precipitado. Adiciones de o,1 a i c. c. de ácido clorhídrico concentrado no han tenido influencia sobre aquélla, persistiendo a las veinticuatro horas la estructura pulverulenta.
D E T ERMINACIÓN DE LOS SULFATOS MUY SOLUBLES 317
En el ensayo nefelométrico he utilizado un comparador Hellige
con célula fotoeléctrica de capa semiconductora, no necesitando potencial excitador, por lo que su manejo es mucho más sencillo que los
de célula fotoemisora.
La descripción del aparato puede verse en el Apéndice.
.
ESQUE.MA DEL ANÁLISIS.
I. Se agita la tierra con agua, con lo que los sulfatos sódico y
magnésico pasan totalmente en solución.
También se disuelve el sulfato cálcico hasta el límite de su solubilidad.
La materia orgánica puede pasar, parcialmente, en solución verdadera o coloidal, pudiendo ocurrir también esto último a la arcilla.
II. Tratamiento de la solución para hacerla incolora y transparente, si no lo es. (Solución A.)
III. Precipitación del SO4-- contenido en lo° c. c. de la solución A por el cloruro bárico.
IV. Construcción de una curva tipo, llevando en abscisas los miligramos de SO4— contenidos en loo c. c. de una solución conocida
de K2SO4, que se trata como se indica en III, y en ordenados la corriente fotoeléctrica relativa (5A), producida al actuar sobre la célula
la luz que atraviesa la cubeta que contiene la suspensión de BaSO4.
La transparencia del agua se hace igual a loo.
V. Se pone en la cubeta la suspensión III y se lee en el miliamperímetro. De esta lectura, refiriéndola a la curva, se deducen los mi-- contenidos en loo c. c. de la solución del suelo.
ligramos de SO4,
VI. En otra parte de la solución A, se determina el Ca + +, que
está comibnado con el SO4---.
VII. Substrayendo el SO4:-- correspondiente al yeso (VI), del
valor de SO4--, determinado en V, se obtiene el SO4 combinado
al Na+ y Mg+ +.
318
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS, SUELOS
TÉCNICA.
Se toman lo° g. de la muestra de tierra en un frasco del agitador
de L000 c. c., agregando 500 c. c. de agua destilada y hervida, agitando durante dos horas, dejando depositar hasta el día siguiente y filtrando unos 400 c. c.
Si el filtrado es transparente e incoloro, se prosigue, como se detalla en III.
Si es turbio o coloreado, se hace lo que a continuación se indica:
II
Se toman 250 C. c. del filtrado, concentrando hasta pequeño volumen, evaporando a sequedad en una cápsula de platino o cuarzo
y calcinando a unos 500° C. (principios del rojo).
Se trata el residuo diez veces con lo c. c. de agua hirviendo, decantando sobre un filtro sin cenizas, de 7 cm. de diámetro, recogiendo
el filtrado que contendrá los sulfatos sódico, magnésico y algo del cálcico en un matraz de 250 c. c., completando con agua destilada hasta
la marca.
Se toman en un Erlenmeyer, de 200 C. C., 100 C. c. del filtrado
de I o II, correspondientes a 20 g. de tierra, agregando una o dos gotas de ácido clorhídrico concentrado y de 0,2 a 0,4 g. de cloruro bárico, tapando y agitando de vez en cuando durante treinta o cuarenta
minutos.
DETERMINACIÓN DE LOS SULFATOS MUY SOLUBLES
319
IV
Construcción de la curva tipo. —Se prepara una solución que
contenga 0,5 mg. de SO4 por centímetro cúbico, la que se obtiene
disolviendo en agua destilada 0,0071 g. de sulfato potásico puro y diluyendo hasta formar 1.000 c. c.
Se ponen en cinco matrac,es, aforados a loo c. c., 4, lO, 20, 3o y 40
centímetros cúbicos de la solución anterior que correspondan a 2, 5,
io, 15 y 20 mg. de SO4, respectivamente, agregando a cada matraz
agua destilada hasta la marca; una o dos gotas de ácido clorhídrico
y de 0,2 a 0,4 g. de cloruro bárieo. Se tapan los matraces y se agita a
intervalos durante treinta o cuarenta minutos.
Esta operación (IV) y la anterior (III) pueden hacerse al mismo
,tiempo.
Se ponen en cubetas de un mismo espesor: agua destilada y las
suspensiones del sulfato bárico conocidas y desconocidas (111).
La cubeta que contiene el agua se coloca en el sitio adecuado que
para este fin tiene el aparato portador de la célula fotoeléctrica, en el
que previamente se habrá encendido la lámpara eléctrica, tomando
el diafragma de diámetro mínimo compatible con una iluminación
conveniente y que dependerá de la intensidad lumínica de aquélla
(véase el ejemplo). Al encender la lámpara debe estar desconectado
el amperímetro de la célula, lo que ocurre cuando no es posible hacer
girar hacia la izquierda el botón del potenciómetro. Haciendo girar
éste hacia la derecha se . aumenta, paulatinamente, la corriente fotoeléctrica, hasta que el amperímetro marca el loo. Una vez hecho esto
no hay más que quitar la cubeta del agua destilada y poner sucesivamente en su lugar las que contienen las suspensiones conocidas y
desconocidas, leyéndose en todas ellas los valores del amperímetro.
Con los datos correspondientes a las soluciones de valor conocido se construye una curva, llevando sobre un papel milimetrado
en abscisas el contenido en miligramos de loo c. c. y en ordenados
los A.
320
MÉTODOS PARA 'EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
V
Se hacen las lecturas correspondientes a las soluciones precipitadas en I I I, y si algunas excediesen de 8o o fueran inferiores a 20,
no se utilizan: pues las primeras están afectadas considerablemente
por las pequeñas variaciones que se producen en el voltaje de la red,
y las segundas, porque la poca pendiente de la curva quita precisión
a la medida.
En el primer caso se tomarían 50 C. c. de la solución del suelo en
lugar de I oo, y aun menos si fuese preciso, operando como se indica
en IV (véase el ejemplo).
En el segundo se concentrarían 200 C. c. hasta formar lo° c. c.,
teniendo la precaución de acidificar ligeramente con ácido clorhídrico para evitar la precipitación del sulfato cálcico, continuando operando en la forma que se indicó anteriormente.
Los valores leídos en el amperímetro se llevan sobre el eje de ordenados, trazando paralelas al eje de abscisas, siendo los correspondientes a los puntos de intersección de aquéllas sobre la curva las
concentraciones en miligramos de SO4 por loo c. c. de la solución
de la tierra.
De esta cifra se deduce el contenido de zo g. de tierra.
OBSERVACIÓN. - Si se dispone de cubetas de 20 y lo mm. y se presupone que el contenido de sulfatos es muy alto, es conveniente construir otras curvas con las mismas soluciones tipos (IV), pero empleando estas cubetas. Como las lecturas se hacen muy rápidamente, estas
curvas no dispensan efectuar las diluciones y nuevas precipitaciones.
Las soluciones de concentración desconocida se, examinarán en
cubetas del mismo espesor, 20 ó lo mm. Al disminuir éste disminuye
la opacidad de la suspensión, pudiendo hacerse las, lecturas en el trozo
de la curva más favorable.
DETERMINACIÓN DE LOS SULFATOS MUY SOLUBLES
321
VI
En otros loo c. c. correspondientes a zo g. de la muestra de tierra de la solución del suelo, se determina el Ca + + por los métodos
corrientes del análisis (1). Como el único compuesto de calcio, alge
soluble, que puede existir en la solución es el sulfato, puede calcularse
fácilmente el SO4-- que corresponde al Ca + + encontrado.
Si se hizo por gravimetria se multiplica el peso encontrado de
CaO por 1,71. Si por volumetría, los centímetros cúbicos de KIS InO,
11/5o por o,96, obteniéndose así los miligramos de SO4.
VII
Sustrayendo las cifras obtenidas en VI y V se tendria el contenido de SO4 en mg. de zo g. de tierra, que se referiría a 1.000 multiplicando por 5o (véase el ejemplo).
EJEMPLOS:
Voltaje de la red de alumbrado= lo voltios.
Iluminación de la célula = lámpara Osram opalina de 6o vatios,
ito voltios.
mm
Diámetro del diafragma =
No se emplea filtro.
Espesor de la cubeta = 40 mm.
Características de la célula fotoeléctrica = Photron. tipo 25.
Procediendo como se indica en IV se obtiene la curva que puede
verse para las características que anteceden.
(1) TAmÉs : Métodos para el estudio de los suelos y tierras cultivadas. parte I,
capítulo III.
TAMÉS. •-• int.
Estudio suelos.
21
322
MÉTODOS VARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS •
Ejemplo I.
V. El amperímetro marca 45 p.A, que corresponde a 5,5 mg. de
SO4 en lo° c. c. (zo g. de tierra).
VI. No existe sulfato cálcico en la solución.
VII. Los 0,0055 g. corresponden al Na + y Mg + ±, referido a L000
gramos, será 50 X o,0055 = 0,28 por loa
Ejemplo II.
V. El amperímetro marca 9.
Como la lectura está en una zona de la curva de poca pendiente,
siendo por esto imprecisa la lectura, es necesario diluir la solución
antes de precipitar (III).
Para calcular la dilución que debemos hacer se tendrá en cuenta
que, aproximadamente, la concentración es de 8o mg. Diluyendo
diez veces, obtendremos una concentración aproximada de 8 miligramos, que, como la lectura correspondiente caería en una zona de gran
pendiente, ya sería precisa.
La lectura es de 37, que corresponde a 9 mg. en loo c. c. de la
solución diluida diez veces, o sea que.serán 90 mg. en los ioo centímetros cúbicos de la solución original.
VI. El calcio se ha determinado gravimétricamente y expresado
en CaO. El peso de éste en los lo° c. c. de la solución primitiva es
0,011 g.
El SO4 correspondiente, • será: ,0,011 X 1,71 = o,o188 g. o 18,8
miligramos.
Si se hubiese determinado el calcio volumétricamente, empleando 19,6 C. c. de KMnO4n/5o, el SO4 correspondiente sería
.19,6 X 0,96= 18,8 mg.
VII. El SO4, combinando al Na y Mg, será 90— 18,8 = 71,2 mg.
en 26 g. de tierra.
En 1.000 habrá: 71,2 X 50 = 3,56 g. por loo.
DETERMINACIÓN DE LOS SULFATOS MUY SOLUBLES
323
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324
MÉTODOS PARA EL ESTUDIO DE LOS SUELOS
APÉNDICE.
Descripción del comparador fotoeléctrico de Hellige.
Se compone de una cámara de iluminación cilíndrica, esmaltada
de blanco en su interior y provista de aletas refrigerantes en su exterior. En ésta va alojada una lámpara eléctrica opalina, que es la
encargada de suministrar la luz que actúa sobre la célula.
Unida a ésta va otra cámara prismática rectangular que lleva en
la parte más próxima a la cámara de iluminación dos hendiduras por
las que pueden deslizarse los filtros y diafragmas para regularizar el
paso de la luz. En la parte opuesta va el soporte para colocar la célula
fotoeléctrica.
Entre las ranuras y la célula existe un espacio, en el que se coloca
la cubeta que contiene el líquido que se va a estudiar.
Inferiormente a ambos, va colocado un amperímetro de ioo p.A y
590 2. En el circuito que une la célula y el amperímetro va colocada
una resistencia que permite reducir la corriente fotoeléctrica a la intensidad que en cada caso se requiera.
Es indispensable que el voltaje de la red no presente oscilaciones
mientras se hacen los análisis. Si ocurre esto, como sucedía en la instalación eléctrica de la Estación Agronómica Central de La Monclo.a,
es preciso emplear una batería de acumuladores de 6 voltios, adaptándole una lámpara a propósito.
También puede utilizarse una lámpara reguladora de voltaje,
pudiendo entonces emplearse la corriente industrial.
Al aparato acompañan tres diafragmas de lo. 15 y 20 milímetros,
filtros rojo, azul y verde, y cubetas de lo, 20 y 40 milímetros.
LÁMINA
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C. Tro‘Us. — Métodos para el estudio de los suelos
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NACIONAL
or. INVESTIGACIONES Aovorrówens.
LÁMINA XIII
C. Dants. —Métodos poro el estudio de los suelos INSTITUTO NACIONAL
DE INVESTIGACIONES AGRONÓMICAS.