Datos

Habrá que recordar que los componentes básicos del suelo son: materia sólida, aire y agua.

Al inicio, el suelo tiene todos sus componente, por lo que si se tiene que decidir entre suelo seco o húmedo, lo razonable sería considerar que la masa es la de suelo húmedo, m_shum = 10 g.

El calentamiento se efectuó a 105 ºC, que es mayor que la temperatura de ebullición del agua, por lo que esta tuvo que haberse evaporado (con este razonamiento podríamos resolver la pregunta 1).

El suelo que está ahora en la cápsula es del suelo húmedo. Conocemos, entonces, que m_cápsula+m_sseco = 113.3 g

Se nos pregunta %h = X

Operaciones

Se puede utilizar la fórmula de porcentaje de humedad (% h), para resolver la segunda pregunta. Sin embargo, esta no considera la masa de la cápsula. Por ello, habrá que restarla de la masa final de suelo seco con cápsula.

Restamos la m_cápsula de la masa final, para obtener solo m_ssec:

(m_cápsula+ m_sseco) - m_cápsula = 113.3 g - 105.3 g

m_sseco = 8 g 

Ahora ya se puede emplear la fórmula de % humedad y hacer operaciones como sigue:

Resultado

Respondiendo a las preguntas del problema, quedaría de la siguiente forma:

1) ¿Qué componente del suelo se pudo determinar mediante este procedimiento?

R = El agua (o la humedad), porque la muestra de suelo se calentó a 105 ºC, con lo que se eliminó del suelo. Por eso la masa del suelo seco fue menor que la de suelo húmedo.

2) ¿Cuál es el porcentaje de humedad en la muestra de suelo tratada por el estudiante?

R = 25 % de humedad, considerando la masa de suelo seco, que incluye los componentes como materia sólida y aire, que no cambian durante el calentamiento.

Datos

En primer lugar, habrá que identificar las variables del problema, tanto las que se dan como las que se desconocen:

Vsuelo = V1 = 15 mL

Vagua = V2 = 20 mL

Vagua-suelo real = V4 = 30.5 mL

Dato importante: hubo burbujeo durante el experimento, lo que indica la liberación de aire. Además el volumen real de aire y agua fue menor al teórico.

Vaire = X, esta sería nuestra incógnita

Operaciones

Con las variables identificadas, se pueden hacer las operaciones para obtener el volumen de aire, como sigue:

V_{agua-suelo teoría} = V₃ = V₁ + V₂

V₃ = 15 mL + 20 mL = 35 mL

V_aire = V_{agua-suelo teoría} - V_{agua-suelo real} = V₃ - V₄ = 35 mL - 30.5 mL

V_aire = 4.5 mL de aire

Si se desea conocer qué porcentaje de aire en el suelo que representa este volumen, entonces:

% aire = V_aire/V_suelo * 100 = 4.5 mL/15mL * 100

% aire = 30 %

Resultados

Respondiendo a las preguntas planteadas en un inicio, el problema quedaría resuelto como se muestra a continuación:

1. ¿Qué componente del suelo se determinó en este caso y cuál fue la evidencia observada? Justifica tu respuesta.

R = El aire. Las evidencias fueron que el volumen real de la mezcla fue menor que el volumen teórico, debido al agua que rellenó los poros y porque el burbujeo indicó la liberación del aire.

2. ¿Cuál fue el volumen de aire contenido en la muestra de suelo analizada?

R = El volumen de aire en esta muestra de suelo fue de 4.5 mL. Esto representa un 30 % de la muestra de suelo.