NUTRIENTES PARA LAS PLANTAS

Las plantas requieren de muchos nutrientes químicos para vivir y desarrollarse, a estos elementos se les denomina nutriente pues son el alimento de las plantas. Los elementos fundamentales para la planta son 16. A partir del aire y del agua (en las reacciones fotosintéticas) se obtienen de manera combinada el carbono, hidrogeno y oxigeno. Los 13 elementos restantes se toman principalmente del suelo. El nitrógeno, fosforo, potasio, calcio, magnesio y azufre se necesitan en cantidades relativamente grandes por lo que se les denomina macronutrientes. A los nutrientes que se requieren en cantidades considerablemente menores se les denomina micronutrientes  e incluye el Mn, Fe, B, Zn, Cu, Mo, Cl.

Los nutrientes se vuelven disponibles para las plantas a través de la desintegración de minerales y la descomposición de la materia orgánica, con excepción del nitrógeno que se incorpora al suelo al ser fijado de la atmosfera por medio de la acción microbiana de bacterias correspondientes al ciclo del nitrógeno. La fijación del nitrógeno es la combinación química del nitrógeno gaseoso con oxigeno e hidrogeno para formar el ion nitrato NO₃^- o el ion amonio NH₄⁺.

La fertilidad de un suelo se refiere a la disposición de nutrientes para las plantas.

Los tres principales nutrientes de las plantas son N, P, K. El nitrógeno estimula el crecimiento de tallos y hojas, el fosforo estimula el crecimiento de las raíces y la floración y el potasio les permite ser resistentes a las enfermedades y sobrevivir a las heladas.

El calcio tan necesario para las plantas, se puede abastecer de nuestras plantas caseras al pulverizar finamente las cascaras de huevo y esparcirlas en el suelo.

Los elementos utilizados para las plantas para su nutrición, se derivan en última instancia de los minerales de las rocas originales desintegradas, gases atmosféricos y agua. La mayoría del nitrógeno, azufre y fosforo requerido por los cultivos proviene de la descomposición de la materia orgánica cuyo origen son los residuos de las plantas y animales del suelo que se degradan por el proceso denominado mineralización dando como producto H₂O, CO₂, NH⁴⁺, NO^3-, PO₄^3-,SO₄^2- y H₂S.

En el cuadro Nº 1 se presentan los principales nutrientes, sus funciones y la forma química en que la planta los aprovecha, esto es en forma de iones.

Principales nutrientes y sus funciones:

NUTRIENTE	FUNCION	FORMA ASIMILABLE
Nitrógeno	Forma parte de proteínas y clorofila, da color verde a las plantas y promueve el desarrollo de hojas y tallos	NH4+, NO3-
Fosforo	Es importante en el desarrollo inicial de las plantas, provoca un crecimiento inicial, rápido y vigoroso. Estimula la floración. Forma parte de las proteínas	H2PO4-, HPO42-
Potasio	Da vigor y resistencia contra las enfermedades	K+
Calcio	Promueve el desarrollo de raíces, mejora la absorción del nitrógeno. Constituye una base para la neutralización de ácidos orgánicos	Ca2+
Magnesio	Mantiene el color verde obscuro en las hojas	Mg2+
Azufre	Ayuda en la formación de la clorofila. Promueve el desarrollo de las raíces. Forma parte de las proteínas	SO42-, SO32-
Boro	Ayuda a absorber calcio y nitrógeno	BO3-
Manganeso	Ayuda a la formación de la clorofila y contrarresta el efecto de una aireación deficiente	Mn2+
Fierro	Ayuda a la formación de la clorofila	Fe2+, Fe3+
Zinc	Importante para el metabolismo de la planta	Zn2+
C, H, O	Elementos estructurales principales en los tejidos	H2O, OH, CO2

La absorción de los iones nutrientes es más eficiente cuando se cumplen las siguientes condiciones:

a)      Que los nutrientes se encuentren en alta concentración.

b)      Que el suelo este bien aireado de tal manera que permita el intercambio gaseoso con la atmosfera (sales CO₂ y entra O₂).

c)       Como el agua es el medio de transporte de los iones, el suelo debe de estar suficientemente húmedo para permitir el contacto de los iones en solución con una mayor superficie de las raíces.

Las plantas nos dan algunos indicios relacionados con la deficiencia de algunos de los nutrientes necesarios para su desarrollo.

Síntomas de defDe 

iciencia de nutrientes:

NUTRIENTES	SINTOMAS	FERTILIZANTES
N	Deficiencia: hojas delgadas amarillentas y quebradizas. Exceso: vástagos largos, delgados y tiernos.	NH4NO3, (NH4)2SO4,NaNO3
K	Deficiencia: hojas rizadas en su borde y amarillento en puntas y bordes	K2SO4
P	Deficiencia: hojas de color verde grisáceo, las venas largas de la hoja toman un color morado.	Ca3(PO4)2
Ca	Deficiencia: raíces cortas y tiesas. Las puntas son a menudo oscuros, se estanca el crecimiento	Ca(OH)2, CaCO3,  CaSO4●2H2O
Mg	Deficiencia: en las hojas nuevas aparece un tono amarillo que se desplaza del borde hacia el centro de las hojas, caída de las hojas prematuramente	MgSO4
Mn	Deficiencia: color amarillo bronceado en la zona entre las venas de las hojas	MnSO4
Zn	Deficiencia: las hojas tienden a enroscarse en lugares de permanecer planas, las hojas de la base son las primeras afectadas	ZnSO4
Fe	Las hojas de la parte terminal del tronco se tornan amarillas (clorosis férrica). Atrofia y amarilla miento de los cultivos	FeSO4

Si bien, un suelo apto para el cultivo de las plantas normalmente contiene todos los nutrientes que la planta requiere para su desarrollo, estos terminan agotándose por la continua explotación del suelo como generador de alimentos. Generalmente, por esto causa suelos deficientes en sales por lo que se hace necesaria su reposición.

¿Cómo mejorar un suelo deficiente en sales?

Cuando se cultiva el suelo, la reserva de nutrientes suele ser insuficiente, o su producción natural mediante el intemperismo y los procesos microbiológicos, es demasiado lenta. En estos casos es común la aplicación de los llamados fertilizantes químicos. Pero, ¿qué es un fertilizante?, un fertilizante es un material que en condiciones apropiadas para su aplicación al suelo o a la planta, proporciona uno o más de los nutrientes que necesitan los vegetales para su desarrollo. En el siguiente cuadro se muestran algunos de los fertilizantes más comunes y los nutrientes que aportan a las plantas.

Nutrientes que a aportan los fertilizantes más comunes:

FERTILIZANTE	FORMULA	NUTRIENTE QUE APORTA
1.       Sulfato de amonio	(NH4)2SO4	N
2.       Urea	NH2CONH2	N
3.       Fosfato de amonio	(NH4)3PO4	N
4.       Cloruro de potasio	KCl	K
5.Nitrato de amonio	NH4NO3	N
6. Nitrato de potasio	KNO3	K,N
7. Nitrato de sodio	NaNO3	N
8. Carbonato de calcio	CaCO3	Ca
9. Carbonato de magnesio	MgCO3	Mg
10. Hidrogeno fosfato de amonio	(NH4)2HPO4	N,P

NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS IÓNICOS

Cuando un suelo contiene los nutrientes necesarios las plantas los toman de la disolución del suelo en forma de iones, como por ejemplo: cloruros Cl^-, sulfuros S^2-, nitratos NO₃^1-, carbonatos CO₃^2-, sulfatos SO₄^2-y fosfatos PO₄^3-, gracias a la solubilidad en agua de las sales iónicas.

Los compuestos iónicos o sales constituye un grupo muy grande; algunos pueden tener nombres comunes, como por ejemplo la sal de mesa (NaCl), o como el mineral silvita (KCl). Para continuar su estudio es importante saber escribir sus formulas y su nombre químico o sistemático. El nombre químico o sistemático tiene la ventaja de que facilita la comunicación  entre los químicos y proporciona una forma útil para trabajar con la variedad de sustancias que nos rodean.

Recordemos que el proceso mediante el cual se le asigna nombre a los compuestos químicos recibe el nombre de nomenclatura química; por los que los nombres sistemáticos corresponden a los nombres normales que reflejan la clasificación  del compuesto e indica su composición y ordenamiento de los átomos. Este nombre se da con base en una función química.

Las propiedades químicas de un compuesto pueden  depender de un átomo o conjunto de átomos que lo forman y siempre les proporcionan características químicas similares. A este átomo o conjunto de átomos se les da el nombre de función química, entre estas funciones químicas se encuentran los óxidos metálicos (óxidos básicos), los óxidos no metálicos  (óxidos ácidos), bases o hidróxidos, los ácidos (hidrácidos y oxiácidos) y las sales.

Los dos sistemas más importantes de nomenclatura para compuestos inorgánicos son: el sistema de Ginebra propuesto en 1892 por el Congreso Internacional de Química y el sistema IUPAC (International Unión of Pure and Applied Chemestry), propuesto dese 1940, y es revisado y adecuado periódicamente.

Nomenclatura de compuestos iónicos

Los compuestos iónicos están formados por cationes (iones positivos) y aniones (iones negativos). Con excepción del amonio NH₄¹⁺ todos los cationes de interés se derivan de átomos metálicos. Los cationes metálicos toman su nombre del elemento. Por ejemplo:

ELEMENTO	NOMBRE DEL CATION
Li    litio	Li+    ion litio
Na   sodio	Na+    ion sodio
K     potasio	K +    ion potasio
Rb    rubidio	Rb+    ion rubidio
Cs    cesio	Cs+    ion cesio
Mg   magnesio	Mg2+    ion  magnesio
Ca    calcio	Ca2+    ion calcio
Al    aluminio	Al3+    ion aluminio

Los compuestos iónicos se pueden clasificar en binarios (formado por dos elementos), ternarios (formado por tres elementos) y poli atómicos.

Los compuestos iónicos binarios están formados por un catión metálico y un anión no metálico.

Cuadro Nº1 nomenclatura de algunos aniones monoatómicos comunes de  acuerdo a su posición en la tabla periódica

GRUPO	ELEMENTO	NOMBRE DEL ANIÓN
IVA (14)	Carbono Silicio	C4-  carburo* Si4-  siliciuro
VA (15)	Nitrógeno Fosforo	N3-  nitruro P3-  fosfuro
VIA (16)	Oxigeno Azufre	O2-  óxidos S2-  sulfuro
IVA (14)	Flúor Cloro Bromo Yodo	F-  fluoruro Cl- cloruro Br- bromuro I-    yoduro

La palabra carburo también se utiliza para el anión C₂^2-

Para representar un compuesto iónico binario por medio de formulas químicas, se utilizan los símbolos de los elementos y la proporción en que se encuentran combinados utilizando subíndices, por ejemplo CaF₂, el elemento escrito a la izquierda en una formula química es el catión y el que está a la derecha es el anión. Es importante recordar que en la formula de un compuesto, la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que lo forman siempre debe ser igual a cero, esto es, el numero de cargas positivas totales debe ser igual al número de cargas negativas totales.

Regresemos a nuestro ejemplo: CaF₂, la combinación del ion calcio con el ion fluoruro:

ELEMENTO	SIMBOLO	ION
Calcio	Ca	Ca2+
Flúor	F	F-

Para que el numero de cargas positivas y negativas sea igual se necesitan 1 ion calcio por 2 iones fluoruro, por lo que en la formula se indica esta proporcionalidad por medio de subíndices. La expresión CaF₂ indica que hay 1 átomo de calcio por 2 de flúor, siendo el número total de cargas positivas de +2 y de negativas de -2, con lo que se cumple con la regla de que la suma algebraica de los números de oxidación de los elementos que forman un compuesto es igual a cero.

Sistema de la IUPAC

1ª Este sistema representa los números de oxidación positivos del elemento correspondiente en el compuesto por medio de números romanos, entre paréntesis. Veamos cómo se aplica esta regla en los casos de hierro, cromo y vanadio.

NUMERO DE OXIDACION	Reglas del sistema IUPAC
Fe2+	Hierro (II)
Fe3+	Hierro (III)
Cr2+	Cromo (II)
Cr3+	Cromo (III)
Cr6+	Cromo (IV)
+V2	Vanadio (II)
V3+	Vanadio (III)
V4+	Vanadio (IV)
V5+	Vanadio (V)

Así para las combinaciones entre los elementos de hierro (Fe) y azufre (s), se tienen los siguientes compuestos:

IONES	FORMULA	NOMBRE IUPAC
Fe2+ y S2-	FeS	Sulfuro de hierro (II)
Fe3+ y S2-	F2S3	Sulfuro de hierro (III)

2ª Cuando el número de oxidación del elemento es uno solo, se omite el número romano. Esto es,  para elementos como el sodio y el calcio no se escribe número romano alguno, como en los siguientes casos:

NaCl   cloruro de sodio         CaS    sulfuro de calcio

Escribe la fórmula y el nombre IUPAC de los siguientes compuestos como en el ejercicio
Iones	Fórmula	Nombre IUPAC
Cu +  y  S2-	Cu2S	Sulfuro de di-cobre I
Cu 2+  y  S2	CuS	Mono-sulfuro de cobre l
Cr 2+  y  Cl-	CrCl2	Di-Cloruro de cromo ll
Cr 3+  y  Cl-	CrCl3	Tri-Cloruro de cromo lll
Cr 6+  y  Cl-	CrCl6	Hexa-Cloruro de cromo Vl
V 2+  y  Br-	VBr2	Di-Bromuro de vanadio ll
V 3+  y  Br-	VBr3	Tri-Bromuro de Vanadio lll
V 4+  y  Br-	VBr4	Tetra-Bromuro de vanadio Vl
V 1+  y  Br-	VBr	Mono-Bromuro de vanadio l

Nomenclatura de las sales ternarias y poli atómicas

Para la escritura de fórmulas y nombres de compuestos formados por 3 o más elementos, nos basaremos en la información del siguiente cuadro.

Cuadro  nombres y fórmulas de cationes y aniones inorgánicos comunes.

Catión	Anión
H+ Hidrógeno	F-  Fluoruro
Li+ Litio	Cl-  Cloruro
Na+ Sodio	Br-  Bromuro
K+ Potasio	I-  Yoduro
Cs+ Cesio	(OH)-  Hidróxido
Ag+ Plata	(CN)-  Cianuro
(NH4)+ Amonio	(MnO4 )- Permanganato
Hg+ Mercurio(I )	(ClO)- Hipoclorito
Hg2+ Mercurio(I I)	(ClO2 )- Clorito
Cu+ Cobre ( I )	(ClO3 )- Clorato
Cu2+ Cobre ( II )	(ClO4 )- Perclorato
Al3+ Aluminio	(BrO)- Hipobromito
Mg2+ Magnesio	(BrO2)- Bromito
Ca2+ Calcio	(BrO3)- Bromato
Sr2+ Estroncio	(BrO4)- Perbromato
Ba2+ Bario	(NO2)- Nitrito
Zn2+ Zinc	(NO3)- Nitrato
Cd2+ Cadmio	(HCO3) - Hidrógeno Carbonato o Bicarbonato
Co2+ Cobalto ( II)	(HSO4)- Hidrógeno Sulfato o Bisulfato
Co3+ Cobalto ( III)	O2- Óxido
Mn2+ Manganeso (II )	S2- Sulfuro
Mn3+ Manganeso (III )	(SO3)2- Sulfito
Fe2+ Hierro (II )	(SO4)2- Sulfato
Fe3+ Hierro (III )	(CO3)2- Carbonato
Sn2+ Estaño ( II)	(CrO4)2- Cromato
Sn4+ Estaño ( IV)	(Cr2O7)2-Dicromato
Pb2+ Plomo (II )	(SiO3)2- Silicato
Pb4+ Plomo (IV )	(HPO4)2- Hidrógeno Fosfato
	(PO4)3- Fosfato

Recuerda que para formar un compuesto iónico es necesario combinar un catión con un anión. En una fórmula química el catión se escribe a la izquierda y el anión a la derecha y para nombrar el compuesto se inicia con el nombre del anión seguido del catión.

Observa el siguiente ejemplo:

¿Cuál es la fórmula del compuesto que se obtiene al  combinar el catión calcio Ca²⁺ con el anión fosfato (PO₄)^3-?

Ca²⁺       (PO₄)^3-     

Ca₃  (PO₄) ₂   

El número de oxidación sin la carga se escribe como subíndice del ión con carga opuesta, así de esta forma el número de cargas positivas totales es de +6 y de negativas 6- , esto es, con este procedimiento se tiene un compuesto eléctricamente neutro cuya fórmula y nombre son:

Ca₃  (PO₄) ₂ Fosfato de Calcio

¿Qué pasa si las cargas de los iones tienen el mismo valor numérico, como en el caso del Ca²⁺ y el (SO₄)^2-? En este caso se requiere de un ión calcio y un ion sulfato para tener un compuesto eléctricamente neutro por lo que su fórmula y nombre son CaSO₄

En algunos casos los compuestos iónicos se encuentran hidratados, esto es, tienen un número específico de moléculas de agua unidas a ellos. Por ejemplo, cada molécula de CuSO₄ sulfato de cobre (II) tiene cinco moléculas con él, su fórmula es: CuSO₄∙5H2O, y el nombre sistemático de este compuesto es sulfato de cobre pentahidratado

CUESTIONARIO

1. Escribe el nombre según la IUPAC de los compuestos que corresponden a las fórmulas siguientes:

a)      Na₂S  sulfuro de di-sodio

b)      MgBr₂   bromuro de magnesio

c)       NH₄Cl  cloruro de amonio

d)      CaCO₃     Carbonato de Calcio

e)      NaHCO₃        bicarbonato de sodio

f)       (NH₄)₃PO₄       fosfato de amonio

g)      KNO₃               nitrato de potasio

h)      Mg₃(PO₄)₂     fosfato de magnesio

i)        ZnCl₂                  cloruro de cinc

2. Escribe las fórmulas de los siguientes compuestos de acuerdo a la IUPAC.

a)      Carbonato de Calcio (mármol) CaCO₃

b)      Nitrato de Amonio(un importante fertilizante) NH₄NO₃.

c)       Fosfato de Calcio (usado como abrasivo en la pasta de dientes) Ca3 (PO4)2

d)      Sulfato de magnesio ( sal de Epson) Mg SO₄

e)      Carbonato de sodio (sosa para lavar) Na₂CO₃

3. Completa la siguiente tabla, escribiendo el nombre químico o sistemático correspondiente

Mineral	Fórmula química	Nombre químico o sistemático
Calcocita	Cu2S	Sulfuro de Cobre
Pirita	FeS2	Di-Sulfuro de hierro (ll)
Esfalerita	ZnS	Sulfuro de Zinc
Galena	PbS	Cloruro sódico
Cinabrio	HgS	Sulfuro de mercurio
Caliza	CaCO3	Carbonato de calcio
Silvita	KCl	Cloruro de potasio

1. (c) Los Números de oxidación del cloro y del potasio son - y + respectivamente. Por lo que la fórmula de cloruro de potasio es:

a) K₂Cl

b) KCl₂

c) KCl

d) KCl₃

2. (a) El catión fierro presenta dos estados de oxidación Fe²⁺ y Fe³⁺. Tomando en cuenta que el número de oxidación del azufre en el sulfuro ferroso es 2^- ,la fórmula del compuesto es:.

a)      FeS

b)      FeS₂

c)       Fe₂S₃

d)      Fe₂S

3. Instrucción. Relaciona las siguientes columnas, escribe dentro del paréntesis la letra que corresponda con el nombre  de los siguientes compuestos:

A) NH₄Cl                                             (d) Fosfato de amonio

B) (NH₄)₂ SO₄                               (a) Cloruro de amonio

C) NH₄NO₃                                         (b) Sulfato de amonio

D) (NH₄)₃ PO₄                                (c) Nitrato de amonio

4. Instrucción. Complete la siguiente tabla, escribiendo correctamente las formulas  de los compuestos que se forman por la unión de los cationes y aniones.

	ANIONES
CATIONES		Cl-	NO3-	PO43-	CO32-
K+		KCl	KNO3	K3PO4	K2CO3
Mg²+		MgCl2	MgNO2	Mg3(PO4)2	Mg2(CO3)2
Al³+		AlCl3	Al(NO3)3	Al3(PO4)3	Al2(CO3)3
Zn²+		ZnCl2	Zn(NO3)2	Zn3(PO4)2	Zn2(CO3)2

1. Instrucción. Escribir los nombres para los siguientes compuestos.

a)      KNO₃    Nitrato de Potasio

b)      CaCO₃  Carbonato de calcio

c)       Ca₃(PO₄)₂   Fosfato de calcio

d)      (NH₄)₂SO₄  Sulfato de amonio

2. Instrucción. Escribe las fórmulas resultantes así como sus nombres, según el ejemplo.

CATION	A N I O N E S
	Cl- Cloruro	SO42- Sulfato	NO3- Nitrato	PO43- Fosfato
Na+ Sodio	Na Cl Cloruro de sodio.	Na2SO4 Fosfato de sodio	NaNO3 Nitrato de sodio	Na3PO4 Fosfato de Sodio

Actividad 6.2

COMBINACIÓN DE CATIONES CONTRA ANIONES

ANIONES CATIONES	( Cl)-Cloruro	( S)2- Sulfuro	( NO3)-Nitrato	( CO3)2-Carbonato	( SO4)2-Sulfato	( PO4)3-Fosfato
Na+  Sodio	NaCL Cloruro de Sodio	Na2S Sulfuro de sodio	NaNO3 Nitrato de sodio	Na2CO3 Carbonato de sodio	Na2SO4 Sulfato de sodio	Na3PO4 Fosfato de sodio
K+ Potasio	KCl Cloruro de potasio	K2S Sulfuro de potasio	KNO3 Nitrato de potasio	K2CO3 Carbonato de potasio	K2SO4 Sulfato de potasio	K2PO4 Fosfato de potasio
Ca2+ Calcio	CaCl2 Cloruro de calcio	CaS Sulfuro de calcio	Ca(NO3) 2 Nitrato de calcio	Ca(CO3) Carbonato de calcio	Ca(SO4) Sulfato de calcio	Ca3 (PO4)2 Fosfato de calcio
Mg2+Magnesio	MgCl2 Cloruro de magnesio	MgS Sulfuro de magnesio	Mg(NO3)2 Nitrato de magnesio	Mg(CO3) Carbonato de magnesio	Mg(SO4) Sulfato de magnesio	Mg3(PO4)2 Fosfato de magnesio
Fe2+  Fierro II	FeCl2 Cloruro de hierro ll	FeS Sulfuro de hierro	Fe(NO3)2 Nitrato de hierro ll	Fe(CO3) Carbonato de hierro ll	Fe(SO4) Sulfato de magnesio	Fe3(PO4)2 Fosfato de hierro ll
Fe3+ Fierro III	FeCl3 Cloruro de hierro lll	Fe2S3 Sulfuro de hierro lll	Fe(NO3)3 Sulfuro de hierro lll	Fe2(CO3) 3 Carbonato de hierro lll	Fe2(SO4)3 Sulfato de magnesio lll	Fe(PO4) Fosfato de hierro
(NH4)+ Amonio