Universidade Estadual PaulistaUniversidade Estadual Paulista
Campus de DracenaCampus de Dracena
Curso ZootecniaCurso Zootecnia
Disciplina: SolosDisciplina: Solos
COLÓIDES DO SOLOCOLÓIDES DO SOLOPROF. DR. REGES HEINRICHS
2010201020102010
IntroduçãoIntrodução
�� ColóidesColóides sãosão partículaspartículas menoresmenores queque 11 (um)(um)micrômetromicrômetro dede diâmetrodiâmetro..
�� FraçãoFração argilaargila dodo solosolo:: nemnem todastodas sãosãoestritamenteestritamente colidais,colidais, porémporém suassuas partículaspartículasmaioresmaiores possuempossuem característicascaracterísticas dodo tipotipomaioresmaiores possuempossuem característicascaracterísticas dodo tipotipocoloidalcoloidal..
�� EstruturaEstrutura dosdos mineraisminerais dede argilaargila::TetraedroTetraedro dede silíciosilício
OctaedrosOctaedros dede alumínioalumínio ouou magnésiomagnésio
TetraedroTetraedro dede silíciosilício:: (SiO(SiO44))44-- FormadoFormado
porpor 44 iônicosiônicos dede oxigêniooxigênio emem formaforma
tetraedral,tetraedral, istoisto é,é, trêstrês emem umum planoplano ee umum
quartoquarto assentadoassentado nono centrocentro dosdos demaisdemais..
NoNo espaçoespaço central,central, deixadodeixado pelospelos trêstrês
oxigênios,oxigênios, estaráestará oo silíciosilício.. EsseEsseoxigênios,oxigênios, estaráestará oo silíciosilício.. EsseEsse
arranjamentoarranjamento éé possívelpossível devidodevido aoao fatofato dada
dimensãodimensão dodo íoníon dede oxigêniooxigênio serser variasvarias
vezesvezes maiormaior queque oo dodo silíciosilício..
(O=(O=22,,7474aAaA°° ee Si=Si=00,,7878AA°°))
OctaedroOctaedro dede alumínioalumínio ee OctaedroOctaedro dede magnésiomagnésio::SãoSão representadosrepresentados porpor seisseis íonsíons dispostosdispostos ememformatoformato octaedral,octaedral, tendotendo nono centrocentro umum íoníon dedealumínioalumínio ouou magnésiomagnésio..
OctaedroOctaedro dede AlAl:: ConstaConsta dede seisseis oxidrilasoxidrilas reunidasreunidasemem disposiçãodisposição octaedral,octaedral, tendotendo nono espaçoespaçocentralcentral umum íoníon dede alumínioalumínio (sobrando(sobrando 33 cargascargasnegativasnegativas nãonão compensadascompensadas pelopelo AlAl trivalente)trivalente)..
GibsitaGibsita:: FormadaFormada pelapela repetiçãorepetição dosdos octaedrosoctaedros dedeAlAl todastodas asas valênciasvalências positivaspositivas dosdos átomosátomosestãoestão compensadascompensadas porpor oxidrilasoxidrilas (carga(carga 00))..estãoestão compensadascompensadas porpor oxidrilasoxidrilas (carga(carga 00))..
OctaedroOctaedro dede MgMg:: SemelhanteSemelhante comocomo nono Al,Al, oo MgMgocupaocupa oo espaçoespaço centralcentral deixadodeixado pelapela reuniãoreunião dedeseisseis oxidrilasoxidrilas (sobram(sobram 44 cargascargas negativas)negativas)..
BrucitaBrucita:: FormadaFormada pelapela repetiçãorepetição dosdos octaedrosoctaedros dedeMgMg originaorigina aa rederede cristalinacristalina dede cargacarga zerozero..
AA estruturaestrutura dosdos mineraisminerais dede argilasargilas apresentaapresentadiversasdiversas combinaçõescombinações dede lâminaslâminas dede tetraedrostetraedrosdede SiSi comcom lâminaslâminas dede octaedrosoctaedros dede AlAl ee MgMg..
ExEx:: CaulinitaCaulinita (grade(grade cristalinacristalina 11::11)) –– UniãoUnião
dede lâminalâmina dede tetraedrotetraedro dede SiSi comcom umauma
octaedrooctaedro dede AlAl (gibsita)(gibsita);; FormaçãoFormação dede
oxidrilasoxidrilas emem posiçãoposição apical,apical, dosdos tetraedrostetraedros
dede SiSi ligaremligarem--sese comcom asas correspondentescorrespondentes
oxidrilasoxidrilas dada folhafolha ee octaedrosoctaedros dada gibsita,gibsita,oxidrilasoxidrilas dada folhafolha ee octaedrosoctaedros dada gibsita,gibsita,
liberandoliberando HH22OO ee restandorestando umum oxigêniooxigênio
comumcomum parapara asas duasduas lâminaslâminas.. (OH(OH ++ OHOH ==
HOHHOH ++ O)O)
ExEx:: CaulinitaCaulinita (grade(grade cristalinacristalina 11::11)) –– UniãoUnião dede
lâminalâmina dede tetraedrotetraedro dede SiSi comcom umauma octaedrooctaedro dede
AlAl (gibsita)(gibsita);; FormaçãoFormação dede oxidrilasoxidrilas emem posiçãoposição
apical,apical, dosdos tetraedrostetraedros dede SiSi ligaremligarem--sese comcom asas
correspondentescorrespondentes oxidrilasoxidrilas dada folhafolha ee octaedrosoctaedros
dada gibsita,gibsita, liberandoliberando HH22OO ee restandorestando umum
oxigêniooxigênio comumcomum parapara asas duasduas lâminaslâminas.. (OH(OH ++oxigêniooxigênio comumcomum parapara asas duasduas lâminaslâminas.. (OH(OH ++
OHOH == HOHHOH ++ O)O)
MontmorilonitaMontmorilonita (grade(grade 22::11)) –– ConstituídoConstituído porpor umauma
lâminalâmina dede octaedrosoctaedros ligadoligado aa duasduas dede tetraedrostetraedros
(formato(formato dede sanduíche)sanduíche)..
Características dos minerais de argilaCaracterísticas dos minerais de argila
a)a) Forma:Forma: laminares constituídas de placas com laminares constituídas de placas com ordenado arranjo internoordenado arranjo interno
b)b) Áreas de Exposição:Áreas de Exposição: dimensões pequenas dimensões pequenas ––grande superfície por massa de material.grande superfície por massa de material.
ExEx:: 11gg dede argilaargila coloidalcoloidal aa superfíciesuperfície específicaespecífica éé
100100xx maiormaior queque dede 11gg dede areiaareia grossagrossa..
SuperfícieSuperfície externaexterna:: bordasbordas lateraislaterais ee facesfaces
superiorsuperior ee inferiorinferior dodo cristalcristal ..
SuperfícieSuperfície internainterna:: -- ocorreocorre enteente asas unidadesunidades
cristalográficascristalográficas;;cristalográficascristalográficas;;
-- muitomuito maiormaior queque aa
superfíciesuperfície externaexterna
Classificação dos minerais Classificação dos minerais de argila Silicatadosde argila Silicatados::
II -- ArgilaArgila amorfasamorfas (Grupo(Grupo dasdas alofanas)alofanas)
IIII -- ArgilasArgilas cristalinascristalinas
a)a) dede duasduas camadascamadas ((11::11))
EquidimensionaisEquidimensionais:: caulinitacaulinita
AlongadasAlongadas:: HaloisitaHaloisita
b)b) dede trêstrês camadascamadas ((22::11))
bb11)) Expansivas Expansivas
Grupo das Montmorilonitas e VermiculitasGrupo das Montmorilonitas e Vermiculitas
bb22)) Não expansivas: IlitasNão expansivas: Ilitas
c)c) De camadas mistas (tipo 2:2 ou 2:1:1): De camadas mistas (tipo 2:2 ou 2:1:1):
cloritaclorita
DescriçãoDescrição dosdos mineraisminerais dede argilaargila
11)) CaulinitaCaulinita:: formadoformado porpor duasduas lâminas,lâminas,umauma dede sílicasílica ee outraoutra dede alumínioalumínio ((11::11));;nãonão expansivaexpansiva;; CTCCTC dede 33 aa 1515equivalentesequivalentes miligramas/miligramas/100100gg dede materialmaterialsecoseco;; ocorrênciaocorrência emem solossolos comcom baixabaixasecoseco;; ocorrênciaocorrência emem solossolos comcom baixabaixaconcentraçãoconcentração dede cátionscátions;; climaclima quentequenteúmidoúmido..
22)) HalositaHalosita:: formaforma desidratadadesidratada:: metameta--halositahalosita (CTC(CTC dede 55 aa 1515 ee..mg/mg/100100g)g) eeformaforma hidratadahidratada:: endelitaendelita (CTC(CTC dede 4040 aa 5050ee..mg/mg/100100gmgm..s)s)..
33)montmorilonita)montmorilonita:: ((22::11));; grandegrande superfíciesuperfícieespecíficaespecífica;; substituiçãosubstituição isomórficaisomórfica;;expansivoexpansivo;; CTCCTC dede 8080 aa 150150 ee..mg/mg/100100gg
Arte final: Elaine Talita Santos
Arte final: Elaine Talita Santos
Arte final: Elaine Talita Santos
Arte final: Elaine Talita Santos
Arte final: Elaine Talita Santos
4) Vermiculita:4) Vermiculita: estrutura de camadas de talco ou estrutura de camadas de talco ou micas trioctaedral, separadas por películas de micas trioctaedral, separadas por películas de água com duas moléculas de espessura; água com duas moléculas de espessura; substituição de Si pelo Al e Mg pelo Fe; CTC substituição de Si pelo Al e Mg pelo Fe; CTC 100 a 150 e.mg/100gm.s.100 a 150 e.mg/100gm.s.
5) Ilita:5) Ilita: Mineral estruturalmente situada entre as Mineral estruturalmente situada entre as 5) Ilita:5) Ilita: Mineral estruturalmente situada entre as Mineral estruturalmente situada entre as micas aluminosas e as argilas montmorilonita. micas aluminosas e as argilas montmorilonita. Substituição de Si pelo Al (mais comum) e Al Substituição de Si pelo Al (mais comum) e Al pelo Mg ou Fe; Cargas negativas são pelo Mg ou Fe; Cargas negativas são balanceadas pelo K nos espaços hexagonais; K balanceadas pelo K nos espaços hexagonais; K não é trocável e impede a entrada de água não é trocável e impede a entrada de água entre as lâminas; não expansiva; CTC 20 a 40 entre as lâminas; não expansiva; CTC 20 a 40 e.mg/100gm.s.e.mg/100gm.s.
6) Clorita:6) Clorita: grade 2:2 ou 2:1:1; formado pela grade 2:2 ou 2:1:1; formado pela
sucessão de lâminas de tetraedros, sucessão de lâminas de tetraedros,
octaedros, tetraedros e octaedros; octaedros, tetraedros e octaedros;
substituição Mg pelo Al (brucita) e Si pelo substituição Mg pelo Al (brucita) e Si pelo
Al (talco).Al (talco).
7) Alofanas:7) Alofanas: material amorfo; constituído de material amorfo; constituído de
tetraedros de Si e octaedros de Al, tetraedros de Si e octaedros de Al,
dispostos irregularmente; freqüente dispostos irregularmente; freqüente
associação com halosita; comum em associação com halosita; comum em
solos de origem vulcânicas; grande solos de origem vulcânicas; grande
superfície especifica e conseqüente alta superfície especifica e conseqüente alta superfície especifica e conseqüente alta superfície especifica e conseqüente alta
CTC e CTA.CTC e CTA.
Minerais coloidais não silicatadosMinerais coloidais não silicatados
FormadoFormado pelospelos óxidosóxidos ee hidróxidoshidróxidos dede FeFe
ee AlAl..
EncontradosEncontrados nosnos solossolos nana formaforma malmal
cristalizadacristalizada ee queque sese acumulam,acumulam, pelapela
maiormaior resistênciaresistência àà lavagem,lavagem, devidodevido ààmaiormaior resistênciaresistência àà lavagem,lavagem, devidodevido àà
baixabaixa solubilidadesolubilidade.. SãoSão maismais comunscomuns emem
solossolos tropicaistropicais ee subtropicaissubtropicais sobsob
condiçõescondições dede latossolização,latossolização, tendotendo papelpapel
importanteimportante nasnas suasua propriedadespropriedades físicasfísicas ee
químicasquímicas..
ÓxidosÓxidos livreslivres dede FeFe ee AlAl:: sãosão osos óxidosóxidos ee
hidróxidoshidróxidos dede Al,Al, FeFe ee TiTi;; maismais comunscomuns emem
solossolos tropicaistropicais ee subtropicaissubtropicais sobsob
condiçõescondições dede latossolizaçãolatossolização tendotendo papelpapel
importanteimportante nasnas suassuas propriedadespropriedades físicasfísicasimportanteimportante nasnas suassuas propriedadespropriedades físicasfísicas
ee químicasquímicas;; ExEx:: hematita,hematita, goetita,goetita, limonita,limonita,
magnetita,magnetita, todostodos óxidosóxidos dede Fe,Fe, gibsita,gibsita,
boemitaboemita ee óxidosóxidos dede AlAl..
Ex: Ex: Óxidos de AlÓxidos de Al Óxidos de FeÓxidos de Fe
Gibsita AlGibsita Al22OO3 3 3H3H22O sem correspondente O sem correspondente
Boemita AlBoemita Al22OO3 3 HH22O Lepidocrocita FeO Lepidocrocita Fe22OO33HH22OOBoemita AlBoemita Al22OO3 3 HH22O Lepidocrocita FeO Lepidocrocita Fe22OO33HH22OO
Díasporo AlDíasporo Al22OO3 3 HH22O Goetita FeO Goetita Fe22OO33HH22OO
Corundum AlCorundum Al22OO3 3 Hematita FeHematita Fe22OO3 3
Colóides OrgânicosColóides Orgânicos
AA matériamatéria orgânicaorgânica humificadahumificada constituiconstitui umauma
importanteimportante fraçãofração coloidalcoloidal dodo solosolo..
TemTem elevadoelevado poderpoder dede adsorçãoadsorção dede cátionscátions
devido,devido, principalmente,principalmente, àà dissociaçãodissociação dede HH++ dededevido,devido, principalmente,principalmente, àà dissociaçãodissociação dede HH++ dede
gruposgrupos carboxílicoscarboxílicos ee fenólicosfenólicos..
Ex: Grupo carboxílico REx: Grupo carboxílico R--COOH COOH ↔↔ RR--COOCOO-- + H+ H++
Grupo fenólico RGrupo fenólico R-- OH OH ↔↔ RR--OO-- + H+ H++
a) Cargas negativas e CTC (capacidade a) Cargas negativas e CTC (capacidade de troca de cátions)de troca de cátions)
1) 1) Permanentes Permanentes →→ resultam da substituição resultam da substituição
isomórficaisomórfica
Ex: SiEx: Si22OO4 4 →→ SiAlOSiAlO44
2) 2) Dependentes do pH Dependentes do pH →→ origem da origem da 2) 2) Dependentes do pH Dependentes do pH →→ origem da origem da
dissociação do Hdissociação do H++ dos grupos OHdos grupos OH-- em em
algumas argilas tipo 1:1, de matéria algumas argilas tipo 1:1, de matéria
orgânica, de óxidos de Fe e Al e de orgânica, de óxidos de Fe e Al e de
alguns materiais amorfos como alofanas.alguns materiais amorfos como alofanas.
Ex: AlEx: Al--OH + OHOH + OH-- ↔↔ AlAl--OO-- + H+ H22OO
COOHCOOH ++ OHOH-- ↔↔ COCO--OO-- ++ HH22OO
fase sólida solução Carga solução fase sólida solução Carga solução
(Carga 0) do solo negativa do solo(Carga 0) do solo negativa do solo
CTCCTC:: capacidadecapacidade queque osos colóidescolóides dodo solosolopossuempossuem parapara reterreter cátionscátions emem suasuasuperfíciesuperfície nana formaforma trocável,trocável, queque dependedependedada quantidadequantidade dede cargascargas negativasnegativaspresentespresentes..
CTC= K, Ca, Mg, H + Al e NaCTC= K, Ca, Mg, H + Al e Na
SolosSolos tropicaistropicais:: predominapredomina caulinitacaulinita →→ CTCCTC
baixabaixa
** ImportanteImportante aa CTCCTC dada matériamatéria orgânicaorgânica ((3030--
100100xx maiormaior queque aa caulinita)caulinita)100100xx maiormaior queque aa caulinita)caulinita)
ImportânciaImportância práticaprática:: solossolos comcom baixabaixa CTCCTC→→
baixabaixa retençãoretenção dede cátionscátions →→ adubaçãoadubação
maismais parceladasparceladas →→ reduçãoredução dede perdasperdas porpor
lixiviaçãolixiviação
b) Carga positiva e CTA (capacidade de troca b) Carga positiva e CTA (capacidade de troca de ânions)de ânions)
11)) PelaPela substituiçãosubstituição isomórficaisomórfica dede cátionscátions dede baixabaixa
valênciavalência porpor outrosoutros dede valênciavalência maiormaior..
Ex: MgEx: Mg33(OH)(OH)6 6 →→ MgMg22Al(OH)Al(OH)66++
22)) ProtonaçãoProtonação dosdos íonsíons HH++ aa superfíciesuperfície dosdos gruposgrupos22)) ProtonaçãoProtonação dosdos íonsíons HH++ aa superfíciesuperfície dosdos gruposgrupos
OHOH-- associadosassociados aosaos óxidosóxidos dede FeFe ee Al,Al,
alofanasalofanas ee comcom asas arestasarestas dede argilasargilas tipostipos 11::!,!,
nana medidamedida queque osos solossolos sãosão acidificadosacidificados..
Ex: AlOEx: AlO-- + H+ H+ + →→ AlOH + HAlOH + H++ →→ AlOHAlOH22++
Carga negativa sem carga carga positivaCarga negativa sem carga carga positiva
(pH alto) (pH intermediário) (pH baixo)(pH alto) (pH intermediário) (pH baixo)
CTACTA:: Com decréscimo do pH aumenta aceitação Com decréscimo do pH aumenta aceitação
de prótons.de prótons.
Ex: REx: R--OH + HOH OH + HOH → R→ R--OHOH22++ OHOH
RR--OH + HOH + H++ClCl-- → R→ R--OHOH22++ ClCl--
RR--NHNH2 + 2 + HH++ClCl-- → R→ R--NHNH33
++ ClCl--
O que ocorre c o ânion ClO que ocorre c o ânion Cl--, também acontece com , também acontece com
o NOo NO33--, SO, SO44
22--, H, H22 POPO44--..
Propriedades físicas dos colóidesPropriedades físicas dos colóides
RelativasRelativas aosaos fenômenosfenômenos dede superfície,superfície, cujascujas
intensidadesintensidades dependemdependem dasdas quantidadesquantidades ee dada
naturezanatureza dasdas entrefacesentrefaces apresentadasapresentadas pelospelos
colóidescolóides..
PlasticidadePlasticidade:: (capacidade(capacidade dede moldagem)moldagem) solossolos
comcom maismais dede 1515%% dede argilaargila;; ImportantesImportantes nasnas
operaçõesoperações dede subsolagemsubsolagem
CoesãoCoesão:: AtraçãoAtração mútuamútua entreentre partículaspartículas coloidaiscoloidais;;aumentamaumentam comcom aa reduçãoredução dede águaágua nasnas argilasargilas;;HúmusHúmus reduzreduz aa coesãocoesão dasdas argilasargilas..
DilataçãoDilatação ee ContraçãoContração:: conseqüênciaconseqüência dadamovimentaçãomovimentação dede águaágua entreentre asas camadascamadas dodomovimentaçãomovimentação dede águaágua entreentre asas camadascamadas dodocristalcristal..
ContraçãoContração:: nana secagemsecagem
DilataçãoDilatação:: presençapresença ee águaágua
DispersãoDispersão ee FloculaçãoFloculação:: AsAs partículapartícula tendemtendem aa
repelirrepelir--sese entreentre sisi..
MotivosMotivos dada dispersãodispersão::
-- tamanhotamanho reduzidoreduzido dodo colóidecolóide
-- cargascargas negativasnegativas ee hidratadashidratadas
-- presençapresença dede NaNa++ hidratadohidratado-- presençapresença dede NaNa hidratadohidratado
MotivosMotivos dada floculaçãofloculação::
-- reduçãoredução dodo pHpH
-- introduçãointrodução dede íonsíons didi ouou tritri valentesvalentes (Al,(Al, Ca,Ca, Mg)Mg)
parapara trocartrocar comcom oo NaNa
..
AA floculaçãofloculação éé benéficabenéfica nono pontoponto dede vistavista agrícolaagrícola
parapara formaçãoformação dede agregadosagregados estáveisestáveis oo
grânulosgrânulos..
CapacidadeCapacidade dede cátionscátions parapara flocularflocular osos colóidescolóides
dodo solosolo ,, seguesegue aa seguinteseguinte ordemordem::dodo solosolo ,, seguesegue aa seguinteseguinte ordemordem::
Al Al > H > Ca > Mg > K > Na> H > Ca > Mg > K > Na
Importância e relações com o solo e as plantasImportância e relações com o solo e as plantas
-- Determinar por diferença a contribuição da MO Determinar por diferença a contribuição da MO na CTC do solo.na CTC do solo.
-- Fornecimento de nutrientes: pela troca de Fornecimento de nutrientes: pela troca de cátions adsorvidos com a solução do solo e pelo cátions adsorvidos com a solução do solo e pelo contato direto dos pêlos absorvente com o contato direto dos pêlos absorvente com o contato direto dos pêlos absorvente com o contato direto dos pêlos absorvente com o mineral de argila provocando uma troca de mineral de argila provocando uma troca de hidrogênio e um cátion adsorvido no colóide.hidrogênio e um cátion adsorvido no colóide.
-- Processo de intemperização é muito lento, logo Processo de intemperização é muito lento, logo não tem condições de garantir um crescimento não tem condições de garantir um crescimento rápido e vigoroso.rápido e vigoroso.
-- A fração coloidal do solo (argilas e MO) que A fração coloidal do solo (argilas e MO) que
evita a perda dos nutrientes por lixiviação.evita a perda dos nutrientes por lixiviação.
-- Solos pobres de colóides, em clima úmido, Solos pobres de colóides, em clima úmido,
possuem poucos nutrientes disponíveis às possuem poucos nutrientes disponíveis às
culturas, necessitando receber fertilizantes em culturas, necessitando receber fertilizantes em culturas, necessitando receber fertilizantes em culturas, necessitando receber fertilizantes em
quantidade, qualidade e tempo oportuno.quantidade, qualidade e tempo oportuno.
-- Solo argilosos, ricos em sesquióxidos de Fe e Solo argilosos, ricos em sesquióxidos de Fe e
Al, apresentam elevada fixação de fósforo.Al, apresentam elevada fixação de fósforo.