Descripción de la práctica

1. Introducción

El método analítico utilizado es el propuesto por Walkley y Black (1934), basado en la oxidación del carbono orgánico con una cantidad conocida de un oxidante (K2Cr2O7), que reaccionará con el carbono del suelo y lo oxidará transformándolo en CO2. Después se determinará la cantidad de oxidante que no ha reaccionado y se podrá estimar así la cantidad que ha reaccionado con el carbono.

Procesos que se suceden en la oxidación:

El carbono orgánico se oxida a CO2 al reaccionar con el K2Cr2O7 en medio ácido. La reacción se acelera por el calentamiento. En el tubo queda como resto el cromo del dicromato que ha actuado oxidando el carbono a CO2 y al oxidar se reduce a Cr+3. Asimismo, en el tubo también queda el resto de K2Cr2O7 que no ha reaccionado.

Procesos que se dan en la valoración:
El dicromato que no ha reaccionado se valora con sal de Mohr (sulfato ferroso amónico (SO4)2Fe (NH)2 6H2O).

2. Reactivos y disoluciones

• Dicromato potásico 1N (K2Cr2O7): Pesar 49,05 g de K2Cr2O7 y enrasar a 1 L con agua desionizada.

• Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) al 98%.

• Fluoruro de sodio (NaF).

• Difenilamina en disolución sulfúrica: disolver 0,5 g de difenilamina (C12H11N) en 20 mL de agua desionizada, añadiendo 100 mL de H2SO4 concentrado.

• Disolución de sulfato ferroso amónico, Sal de Mohr, (SO4)2Fe(NH4)2•6H2O) 0,5 N: Disolver 196,1 g de sulfato ferroso amónico en 800 mL de agua desionizada que contenga previamente 20 mL de H2SO4 y enrasar a 1 L.

3. Materiales y equipos

• Matraces aforados de 1000 mL

• Tubos Pyrex de 50 mL

• Vasos de precipitados de 250 mL

• Pipeta automática de 10 mL

• Estufa de aire forzado

• Balanza de precisión

• Valorador automático / Bureta con agitador magnético

4. Procedimiento

1. Pesar entre 0,2 y 1 g de muestra de suelo molido (si se presupone un contenido bajo, pesar cerca de 1 g), con la balanza de precisión, anotando el peso exacto.

2. Introducir el suelo en un tubo Pyrex de 50 mL.

3. Añadir 10 mL de K2Cr2O7 1 N y 20 mL de H2SO4, muy lentamente y con mucho cuidado ya que se produce efervescencia al comenzar la reacción de oxidación de la materia orgánica. Se trabajará en la campana extractora.

4. Preparar tres blancos: tubos sin muestra de suelo a los que se les añaden los mismos reactivos (10 mL de K2Cr2O7 1 N y 20 mL de H2SO4).

5. Tapar los tubos.

6. Calentar la estufa a 150ºC; una vez alcanzada esa temperatura se introducen los tubos, que han de permanecer a esta temperatura durante 15 min.

7. Pasado este tiempo sacar los tubos de la estufa y dejar enfriar.

8. Traspasar todo el contenido de los tubos a un vaso de precipitados de 250 mL con ayuda de agua desionizada.

9. Añadir 2-3 gotas de indicador difenilamina y ½ cucharada de NaF. El contenido del vaso adquiere un color pardo oscuro. Para aumentar el volumen se añade agua desionizada hasta alcanzar aproximadamente 100-125 mL.

10. Finalmente, valorar con Sal de Mohr utilizando un valorador automático o bien una bureta agitando. El color vira de pardo oscuro a verde intenso, pasando por marrón, verde oscuro y distintas tonalidades de azul. En el caso del valorador automático, el viraje se realiza mediante la medida de potencial a 601 mV.

5. Cálculos

Donde:

Vb= volumen de Sal de Mohr gastados en la valoración del blanco (se realiza la media aritmética entro los tres blancos valorados) (mL)
Vm = volumen de Sal de Mohr gastados en la valoración de la muestra (mL)
N = normalidad de la Sal de Mohr (0,5)
F = 20/Vb (es un factor de corrección de la normalidad de la sal de Mohr)
P = peso de la muestra de suelo (g)

El factor 0,39 resulta de considerar que por este método sólo se oxida el 77% del carbono existente en la muestra, junto con un factor de corrección.

Carbono orgánico (g kg-1) = % Carbono orgánico * 10

6. Observaciones

Cuando se reduce más del 80% del dicromato, la determinación debe repetirse con una  muestra de suelo con menor peso, debido a que la muestra contiene alta cantidad de carbono y, por consiguiente, una cantidad tan baja de dicromato no oxidado que puede acarrear problemas de precisión en la determinación analítica.

Para la valoración se añade NaF, que es un agente complejante que retira los iones del medio que podrían interferir en la valoración.

7. Interpretación de resultados