Potencial de oxidación – reducción 1. Concepto Se denomina potencial redox de un suelo a su capacidad reductora u oxidativa, tal atributo se encuentra estrechamente vinculado con la aireación del sistema edá fico, así como con el pH, ya que amb os con dic ion an tan to la act ivi dad microbiana como el tipo de reacciones que acaecen en él. 2. Marco T eór ico El au a inf luy e en estos pro cesos al mod ific ar la dis trib uci ón del air e en el suelo, y por ello la difusión del !" y la concentración de #!". $a principal mat eri a red uct ora del sue lo, ba% o un buen dre na% e, res ult a ser la mat eri a oránica, ya que se suele incorporar de forma reducida en los aportes de la biomasa y necromasa. El metabolismo del suelo tiende a oxidarla, mediante la intervención de otros de sus elementos que pasan así a formas más reducidas. &el mismo modo, el oxíeno es el principal aente oxidante. Entre estos dos extremos, muchos elementos constitutivos del medio edáfico poseen la capacidad de oxidarse o reduci rse 'a lo que se denomi na cara varia ble( se ) n el ambi en te qu e predomine en el suelo 'aireación que induce a la oxidación* encharcamiento o hidro morfía que prov oca la carencia de oxíe no y éne sis de un ambie nte reductor(. El potencial redox afecta a aquellos elementos que pueden existir en el suelo en dos o más e stados de oxida ción, como es el caso de l !, #, +, S, e, -n, # y #u. $a s condiciones de óxidoredu cc ión resultan ser de vital impo rtancia en los procesos de meteori/ación o alteración de los minerales del suelo y las rocas de las que proceden, por lo que repercuten directamente en la formación de los tipos de suelo 'edafotaxa(, así como en la actividad biolóica de los mismos. &el mismo modo, afectan a su fertilida d, ya que condicionan la bi od isponi bi lid ad de vario s el ementos nutr it ivos indi spensabl es para el desa rrollo de las plantas, vía modif icac ión del pH. En este sentido , el colo r de los suelos es un buen indicador de su potencial redox. $as atmósferas de la tierra primienia eran netamente reductoras, por lo que el metabolismo del suelo era muy diferente de los que acaecen en la actualidad. 0or el cont rario , una oxidac ión de la materia or áni ca, en ausencia de ambientes reductores, termina por descomponer tales co mpuest os en anhí dr ido carbónico y aua. Si el ambiente es anóx ico, tal pr oceso de deradación puede enerar la emisión de metano a la atmósfera.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
0ara valores de Eh superiores al indicado el aua no puede existir porque toda
ella se ha oxidado, solo existe oxíeno. #uanto mayor sea el valor del pH,
menor será el valor del Eh necesario para que se oxide el aua, de modo que
para un mismo valor de Eh el medio será tanto más oxidante cuanto mayor sea
el pH.
!tra posibilidad de desaparición del aua sería su reducción, la cual se
produce mediante la siuiente reacción, en la que solo consideraremos el
hidróeno porque, como antes, el resto es irrelevante3
−¿ yields→
H 2
+¿+2e¿
2 H ¿
2olviendo a aplicar la ecuación de +erst a esta reacción tenemos que3
+¿¿
Eh= Eo+(0.059/4) lg¿
6eniendo en cuenta que el potencial normal del hidróeno es de = 2, al ser el
de referencia, y haciendo las mismas consideraciones que en el caso anterior,
la ecuación quedaría como siue, de forma definitiva3
Eh=−0.059 pH
&e esta forma, cuando el Eh fuese inferior al indicado no existiría aua por laimposibilidad de encontrar hidróeno oxidado, pues todo él estaría reducido a
su forma elemental. #uanto más ba%o fuese el pH mayor sería la capacidad
reductora del medio, pues con mayores valores de Eh se conseuiría el mismo
efecto reductor.
Si representamos las dos ecuaciones obtenidas en un sistema en que la
ordenada corresponda al Eh y la abscisa al pH, obtendremos en la iura +>;
en el que los valores de pH se hayan restrinidos a los usuales del suelo.
iura +>;3 &iarama Eh ? pH, nos ayuda a predecir el estado deoxidación de varios constituyentes en ambientes naturales
$a reducción del mananeso trivalente se produce a valores de Eh inferiores a
B<7 m2 cuando el pH es de 7 mientras que se requiere ba%ar de @== m2
cuando el pH alcan/a el valor de A.
El hierro férrico se reduce a ferroso con valores de Eh inferiores a ;A= m2 a pH
de 7 pero necesita menos de ;C= m2 cuando el pH es de A.
Estos e%emplos son suficientes para ilustrar la importancia de la relación EhpH
en el suelo pues afecta a la pérdida de nutrientes, en unos casos, y a la
producción excesiva de elementos que pueden resultar tóxicos para las
plantas, en otros.
3. Condiciones de oxidación – reducción
$as condiciones de oxidaciónreducción del suelo son de ran importancia paraprocesos de meteori/ación, formación de diversos suelos y procesos
biolóicos, también están relacionadas con la disponibilidad de ciertos
elementos nutritivos.
$a formulación química de las reacciones de oxidaciónreducción es la
siuiente3
Estado Oxidado + Electrones Estado Reducido
En el suelo existe un equilibrio entre los aentes oxidantes y reductores. $amateria oránica se encuentra reducida y tiende a oxidarse, es reductora, ya
que al oxidarse tiene que reducir a otro de los materiales del suelo. 0or el
contrario el oxíeno es oxidante. 0or otra parte hay muchos elementos
químicos que funcionan con valencias variables, pudiendo oxidarse o reducirse
se)n el ambiente que predomine.
$os procesos de oxidación reducción envuelven a elementos que pueden
actuar con diferentes valencias y entre ellos tenemos3 e, -n, S, +. 9lunos
e%emplos de procesos de de oxidación en el suelo son3
!xidación3 del eD" de minerales primarios en eD< formando óxidos 'solubles(
e hidróxidos 'no solubles( 'ver fiura +>"(* la transformación de -nD" 'soluble(
en -nD@ 'no soluble( 'ver fiura <(* la oxidación de S, por e%emplo de pirita, en
sulfatos* la nitrificación o sea la transformación de +H@ en nitritos y nitratos.
0or el contrario muchos procesos suceden ba%o condiciones reductoras comola desnitrificación, la desulfuricación, la formación de compuestos eD" y -nD".
En los suelos normales el ambiente es aireado y por tanto la tendencia eneral
es oxidante. En los suelos hidromorfos la saturación en aua tiende a provocar
un ambiente reductor 'iura +>@(.
$os valores de pH y potencial redox 'medidas Eh( delimitan los campos de
estabilidad de los materiales del suelo. $os compuestos de e y -n son muy
sensibles a cambios de pH y Eh.
El potencial redox depende en ran medida de la cantidad de oxíeno del suelo
que es lo mismo que decir de lo h)medo que esté. #ada ve/ que reamos
variamos la humedad del suelo, afectamos a su cantidad de oxíeno y por
tanto variamos su potencial redox.
iura +>@3 5elación que existe en los suelos entre pH, potencial redox 'H( y humedad
materia oránica presente en auas residuales puede condicionar la tasa de
desnitrificación si su concentración es lo suficientemente elevada.
$as bacterias responsables de la desnitrificación son anaerobias facultativas.
Están involucrados tanto oranismos autótrofos '-icrococcus denitricans y
6hiobacillus denitricans( como heterótrofos 'éneros 0seudomonas y :acillus(.Estas bacterias utili/an para su metabolismo el oxíeno del aire pero pueden
usar también nitrato como aceptador de electrones cuando la presencia de
oxíeno es limitada.
$as condiciones más adecuadas para que se de este proceso son3 temperatura
de "78# o superior, pH entre B y C, ba%o drena%e del suelo y existencia de
compuestos oránicos. Se ha comprobado que las mayores tasas de
desnitrificación se dan en los primeros ;= cm de suelo ya que en esta capa
superficial es donde existe mayor contenido de materia oránica.
$a desnitrificación se puede producir en el caso de suelos bien drenados dentro
de microporos anaerobios 'poros llenos de aua( y también cuando se
alcancen condiciones anaerobias oriinadas por una prolonada saturación del
suelo durante el rieo o la precipitación. #oncentraciones ba%as de oxíeno se
obtienen cuando la tasa de consumo de oxíeno es mayor que la de su
renovación, hecho muy frecuente cuando el tama1o de los poros del suelo es
muy peque1o. 9demás se puede dar este proceso en la ri/osfera de las plantas
y en las /onas inmediatas a la descomposición de plantas y residuos de
animales.
$as pérdidas de nitróeno por desnitrificación pueden ser de hasta un I=M del
nitróeno aportado en función del tipo de suelo y del sistema, dotación y
frecuencia de rieo. Se ha constatado que suelos con textura ruesa, con buen
drena%e y ba%o contenido en materia oránica presentan una capacidad de
desnitrificación muy ba%a mientras que los suelos francoarenosos y francos
tienen una tasa intermedia. $os suelos con textura fina 'francolimosos, franco
arcillosos y arcillosos( presentan alta capacidad de desnitrificación.
4.3 -ierro
iura +>C3 5equerimiento de hierro para un desarrollo óptimo de la planta