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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.