Practica No. 3 Operaciones fundamentales de laboratorio III, Determinación de la masa
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| Practica No. 3 Operaciones fundamentales de laboratorio III, Determinación de la masa Instrucciones: Investigue lo que a continuación se le solicita. * Solubilidad * Tipos de soluciones * Unidades físicas de concentración * Soluciones nutritivas en hidroponía Soluciones Químicas o Disoluciones: Es la mezcla homogénea de dos o mas sustancias, es decir un soluto y un solvente (H2O). En toda solución el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes. Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan: • Su composición química es variable. • Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran. • Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y aumente su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste *Solvente: sustancia (generalmente liquido) que por sus propiedades particulares puede diluir a otra u otras sustancias, formando una común y distinta. * Soluto: está presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. homogeneidad.- es cuando no distinguen los elementos que integran dicha solución. Tipos de soluciones: - sólido con líquido: los mares, masas de agua salada. NaCl – H2O Azúcar - H2O - liquido con líquido: el zumo de frutas exprimidas en agua. - sólido con gas: partículas de polvo en el aire (poluciones en zonas industriales). También se le conoce como Suspensión. - Gas con gas: el aire que respiramos es una mezcla de gases. - Líquido con gas: agua que encontramos concentrada en el aire (humedad) en ciertas zonas, la gaseosa. - sólido con sólido: aleaciones de los metales, tales como aluminio, cobre, estaño. Otros tipos de soluciones: - Electrolíticas: son soluciones Iónicas ya que conducen la electricidad por el enlace iónico que se produce de un Cation y un Anion. Ejemplo: NaCl - H2O - Moleculares: son soluciones no Iónicas porque tienen una molécula Y un componente orgánico. Ejemplo: Azúcar (C6H12O6) - H2O - Amortiguadoras, reguladoras o Buffer o Tampón: contiene unas sustancias que inhiben los cambios de pH, o concentración de ion hidrógeno de la solución. Dichas sustancias pueden contener un ácido débil y su sal, por ejemplo, ácido acético y acetato de sodio, o una base débil y una sal de esa base, por ejemplo, hidróxido de amonio y cloruro de amonio. Los fluidos de los organismos vivos están fuertemente tamponados, y el agua del mar y ciertas sustancias del suelo son otros ejemplos de disoluciones tampones existentes en la naturaleza. Las disoluciones tampones se utilizan en química y sirven como referencia en la medida del pH. Clases de Soluciones de acuerdo a su concentración: • Diluidas: es la solución donde se encuentra una pequeña cantidad de soluto. Ejemplo: agua potable. • Concentradas: es la solución donde se encuentra más cantidad de soluto que solvente. • Saturadas: hay equilibrio de soluto con solvente. • Sobresaturadas: es la solución donde se encuentra abundante cantidad de Soluto. Ejemplo: El agua del mar. e) Componentes de una Solución: Solubilidad: es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de solvente. Hay ciertos factores que afectan a la solubilidad: - Superficie de contacto: la interacción de soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez. - Agitación: al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se forman del soluto y las nuevas moléculas del solvente continúan la disolución. - Temperatura: al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y pueden abandonar su superficie disolviéndose. - Presión: esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional. • Saturación: es cuando un Solvente ya no puede disolver más Soluto. Por ejemplo, para extraer la sal del agua del mar se forman grandes embalses de poca profundidad, llamados Salinas, en donde la solución del agua con sal se va saturando por la evaporación del agua quedando el soluto (sal) en el fondo de las salinas. • Concentración: es la cantidad de soluto que hay en una determinada cantidad de solución o solvente. Por ejemplo: la concentración de sal es tan grande en el Mar muerto, que impide que en él se desarrolla la vida. SOLUCIONES NUTRITIVAS En la técnica de la Solución Nutritiva todos los elementos esenciales se suministran a las plantas disolviendo las sales fertilizantes en agua para preparar la solución de nutrientes. La elección de las sales que deberán ser usadas depende de un elevado número de factores. Las diferentes sales fertilizantes que podemos usar para la solución de nutrientes tienen a la vez diferente solubilidad. La solubilidad es la medida de la concentración de sal que permanece en solución cuando disolvemos ésta en agua; si una sal tiene baja solubilidaad, solamente una pequeña cantidad de ésta se disolverá en el agua. En la preparación de fertilizantes líquidos las sales fertilizantes deberán tener una alta solubilidad, puesto que deben permanecer en solución para ser tomadas por las plantas. Por ejemplo, el calcio puede ser suministrado bien por el nitrato cálcico o por el Nitrato doble de Calcio y Magnesio; el sulfato cálcico es más barato, pero su solubilidad es muy baja; por tanto, alguno de los primeros deberá ser el que usemos para suministrar la totalidad de las necesidades de calcio. El costo de un fertilizante en particular deberá de considerarse según vayamos a utilizarlo; en general deberá usarse lo que normalmente se denomina como grado técnico, el costo es a veces más grande que una calidad agrícola, pero la solubilidad es mucho mayor. Una calidad pobre contendrá siempre gran cantidad de materia inerte (arcilla, partículas de limo), la cual puede formar una capa sobre la zona radicular; dicha capa no solamente puede impedir alcanzar esta zona a otros nutrientes, sino también taponará las líneas de alimentación. La mayor disponibilidad del nitrato frente a los compuestos amónicos es importante en las plantas para inducir tanto el crecimiento vegetativo como el reproductivo. Las plantas pueden absorber tanto el ión catiónico del amonio NH4+ como el anión nitrato NO3-. El amonio, una vez absorbido, puede servir inmediatamente para la síntesis, bien sea de aminoácidos o de otros compuestos que contengan nitrógeno reducido; la absorción de amonío puede causar un crecimiento vegetativo excesivo, particularmente bajo condiciones de luminosidad muy pobres. El nitrógeno nítrico debe ser reducido antes de ser asimilado, disminuyéndose de esta forma el crecimiento vegetativo. Las sales de amonio podrían ser utilizadas bajo brillantes condicines de sol en verano cuando la fotosíntesis es alta, o bien si sucede una deficiencia de nitrógeno y hace falta una rápida fuente de él; en cualquier otro caso las sales de nitrato deberán ser utilizadas. En general puede decirse que una solución nutritiva para cultivo hidropónico deben aportar el 90 del nitrógeno en forma nítrica y el 10 restante en forma amoniacal. Cuando se sobrepasa cierto valor máximo (40%) del Nitrógeno en la forma amoniacal, a veces se produce toxicidad y muerte de las raices. Cuando se aplican formas amoniacales del nitrogeno al suelo, estas se fijan temporalmente en las posiciones de intercambio catiónico en las arcillas y no estan disponibles en forma inmediata para las raices. Lentamente se van nitrificando y pasan a la solución del suelo volviéndose asimilables por la planta . Así pues, una proporción del nitrógeno total superior al 40% en forma amoniacal no es tóxica para las plantas sembradas en el suelo, pero si para las plantas hidropónicas o en sustratos inertes como la cascarilla de arroz y la escoria de carbón. En la mayoria de los sustratos usados en Hidroponia no existe suficiente capacidad de intercambio catiónico comparados con el suelo. Esto hace que el nitrógeno amoniacal aplicado sea disponible en su totalidad instantaneamente causando toxicidad. Las plantas sembradas en sustratos que poseen alguna capacidad de intercambio catiónico como la cascarilla de arroz vieja toleran una mayor proporción de nitrógeno amoniacal. En este aspecto se parecen más al suelo. Formulación de los nutrientes La formulación de los nutrientes en las soluciones finales se da normalmente en ppm de la concentración de cada uno de los elementos esenciales. Una parte por millón es una parte de cada uno de ellos en un millón de partes de agua, esto puede ser una medida de peso a volumen, por ejemplo, 1 mg/l (un miligramo por litro) o un volumen utilizado como medida, por ejemplo, 1 ul/l (un microlitro por litro) o un gramo por metro cúbico 1 gr/m3. Con frecuencia se solicita una "formulación óptima" para las diversas cosechas en particular. Sin embargo estas formulaciones no son estrictamente necesarias y no tienen que serlo, puesto que la formulación óptima depende de muchas variables, las cuales difícilmente pueden ser controladas. Una formulación específica depende de las siguientes variables. 1. Especie y variedad de la planta 2. Estado y desarrollo de la planta 3. Parte de la planta que será cosechada (raíz, tallo, hoja, fruto, flor). 4. Época del año-duración del día. 5. Clima-Temperatura, intensidad de la luz, hora e iluminación del sol. Por lo general una formulación estandard permite el buen desarrollo de una gran cantidad de especies. Cada una busca dentro de la solución los elementos que necesita y los absorbe en las proporciones que los necesita. Normalmente sobra un poco de cada elemento y este exceso suele ir al drenaje. Composición típica de una Solución Nutritiva (Calderón, F. Feb/89) R A N G O 1/4 Full 1/2 Full 1 Full N-NO3 50 100 200 N-NH4 5 10 20 P 11 22 43 K 52 104 208 Ca 46 92 185 Mg 12 24 48 S 8 16 32 Fe+3 1.4 2.8 5.6 Mn - - 0.54 Cu - - 0.06 Zn - - 0.26 B - - 0.54 Mo - - 0.012 Cl - - 1.8 Co - - 0.004 Clasif. Bajo Medio Alto CE 0.50 1.00 2.00 Soluciones Nutritivas a partir de sales simples: A medida que se avanza en la Hidroponía se deberá preparar la solución nutritiva a partir de sales simples, lo cual es la forma más económica para los cultivos a gran escala. Formulación de una solución Nutritiva a partir de Sales Simples (para 1 mt3). SAL SIMPLE ESTADO ELEMENTO PRINCIPAL ELEMENTO ACOMPAÑANTE DOSIS SALES SIMPLES gr. APORTE ELEMENTO PRINCIPAL gr. APORTE ELEMENTO ACOMMPAÑANTE gr. Ca(NO3)2 L/S Ca N 1040 185 130 NH4H2PO4 S P N 170 44 20 KNO3 S K N 550 208 70 Mg(NO3)2 L Mg N 460 24 28 Fe Quelato L Fe -- 100 5,6 -- MgSO4 S S Mg 246 32 24 MnSO4 S Mn S 1 0,26 CuSO4 S Cu S 0,24 0,06 ZnSO4 S Zn S 0,60 0,13 H3BO3 S B -- 3,10 0,52 Mo-A S Mo N 0,01 0,006 CoSO4 S Co S 0,01 0.002 KCl S Cl K 1.87 0.90 L: Líquido S: Sólido Control de la solución nutritiva La absorción relativa de los diversos elementos minerales por las plantas esta afectuada por: Condiciones ambientales (temperatura, humedad, intensidad lumínica); Naturaleza de la cosecha. Estado de desarrollo de la planta. Como resultado de las diferencias de absorción de los diversos elementos, la composición de la solución de nutrientes cambiará continuamente siendo necesario ejercer un control sobre ella. La Conductividad Eléctrica C.E. La concentración de la solución puede deducirse midiendo la conductividad eléctrica de la misma, mediante el uso de un Conductivímetro. Las sales nutritivas conducen la corriente eléctrica y así a mayor cantidad de sales nutritivas habrá mayor conductividad eléctrica. Cuando el clima es seco, soleado y con viento la planta consume más agua que cuando el clima es húmedo y sombrio. En general puede decirse que la planta consume igual cantidad de nutrientes en ambos casos, pero diferente cantidad de agua. Así pues la concentración de la solución deberá estar acorde con las condiciones del clima. El pH se puede medir utilizando los reactivos indicadores azules de Bromotimol (ABT) y Acido Alizarin Sulfónico (AAS). Para medir el pH se procede como sigue. Se toman dos muestras de la solución de 2 centímetros cúbicos cada una en dos tubos de ensayo. Se le agrega una gota de cada reactivo a cada tubo y se agita; los colores resultantes se comparan con la carta de colores determinando así el pH. Si es necesario se corrige utilizando soluciones acidificantes o alcalinizantes o variando la proporción Nitrico/Amoniacal, pero esta ultima requiere mayor experiencia en el control y en general en el manejo de la solución nutritiva. Hidroponía La hidroponía agricultura hidropónica es un método utilizado para cultivar plantas usando soluciones minerales en vez de suelo agrícola. La palabra hidroponía proviene del griego, hydro = agua y ponos = trabajo. Cultivo hidropónico de fresas Las raíces reciben una solución nutritiva equilibrada disuelta en agua con todos los elementos químicos esenciales para el desarrollo de la planta. Y pueden crecer en una solución mineral únicamente o bien en un medio inerte como arena lavada, grava o perlita. Descripción Hidroponía Básica La hidroponía es una técnica de cultivo alternativo, cuyo nombre tiene sus orígenes en los vocablos griegos Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo), nombre que fue dado a principios del siglo pasado por W.P. Greicke, investigador de la Universidad de California. El cultivo sin tierra tiene como alguno de sus orígenes las “chinampas” utilizadas por los aztecas, construidas principalmente sobre lagos, a base de ramas y cañas, donde florecían sus huertos absorbiendo plenamente los nutrientes indispensables. La hidroponía no es solo una posibilidad emprendedora para la creación de un medio económico sustentable y fructífero, sino mas haya de ello, ofrece la bondad de ejercer la producción vegetal, sin dañar nuestro ecosistema. Tipos de cultivos modernos aparte de la hidroponía • Bioponía utilizando soluciones fertilizantes de origen orgánico • Acuaponia combinando peces y plantas para que los desechos de los peces nutran a las plantas. • Organoponia • Fertirriego riego combinado con nutrientes diluidos. • Manejo integrado de plagas ¿Qué es la Hidroponia? Hidroponia es la forma de cultivar plantas sin tierra. Para ello, se utiliza una combinación precisa de diferentes sales minerales que contienen todos los nutrientes que requieren las plantas para su desarrollo y que habitualmente les entrega la tierra, diluidas en agua potable (solución nutritiva), la cual se aplica directamente a las raíces de diferente forma, segun el método de cultivo hidropónico que se adopte. La hidroponia es una forma de cultivo que se puede aplicar a cualquier tipo de plantas, ya sean para consumo o decorativas y puede practicarse tanto en espacios abiertos como cerrados. Existen muy diversos métodos de cultivos hidropónicos, pero todos se ajustan a un principio esencial, que consiste en el cultivo de plantas sin tierra y sin materia orgánica. |
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