COLÓIDES E ÍONS DO SOLO

COLÓIDES E ÍONS DO SOLO
Prof. Eduardo Guimarães
Couto

Propriedades Gerais dos Colóides
Tamanho < 1,0 µm
Superficie ativa alta (interna e externa)
Carga residual negativa
Capacidade de Troca Cationica (CTC)
Tipos: Argilas
Matéria Orgânica
Biomassa

COLÓIDES E ÍONS DO SOLO
•Os colóides minerais (argila) são, em geral
de estruturas semelhante a placas e de
natureza cristalina (formam cristais).
•Na maioria dos solos, os colóides argilosos
encontram-se em maior quantidade que os
colóides orgânicos.
•O ponto importante é que os colóides são os
principais responsáveis pela atividade
química dos solos.

Demonstração de como, a semelhança de um imã, as cargas
negativas dos colóides do solo atraem ou repelem os cátions e ânions
(Adaptado de Instituto da Potassa & Fosfato, 1998).

Caulinita Montmorilonita
Ilita
Partículas solo
Argilas
Silicatadas

COLÓIDES E ÍONS DO SOLO
• Cada colóide (argila ou húmus) têm, em geral, um
balanço de cargas negativas (-), desenvolvido
durante o processo de formação.
• Isto significa que podem atrair e reter partículas
com cargas positivas (+).
• Em geral, os colóides repelem outras partículas de
carga negativa.
• Em certos casos, os colóides podem, também,
desenvolver cargas positivas.

ORIGEM DAS CARGAS NEGATIVAS
De acordo com LOPES et al. (1989), as cargas
negativas no solo são originarias de:
Faces quebradas do cristal de argila
Quando um cristal de argila é rompido, alguns
grupos de hidroxílicos (OH) podem ficar
expostos, e o hidrogênio (H + ) destes radicais
OH, frouxamente retido, pode ser facilmente
trocado por outro cátion, conforme explicado a
seguir:

Uma valência do oxigênio é
atendida por Al dentro do cristal O...H + Hidrogênio “frouxo”
Substituição isomórfica
Em certos tipos de argilas, notadamente aquelas
o tipo 2:1 como as montmorilinitas, alguns átomos
de Al 3+ dos octaedros são substituídos por
átomos de Mg 2+ . E de Si 4+ por Al 3+ nos tetraedros.
Cada substituição resulta em uma valência
(carga) negativa livre não atendida, uma vez que
um átomo trivalente é substituído por um
divalente.

OOHH O H O H
OH OH
OOHH
Al Al Al Al
O O
OH O H
Sem substituição
O H
OH
Al
Al
Mg
O
OH
Al Al
H
O O
OH O H
Com substituição
Ilustração detalhada, com e sem o processo de
substituição isomórfica nos octaedros.

Dissociação do grupo OH
• O grupo OH nas bordas de um cristal de argila ou
da MOS pode dissociar o H + , formando uma
carga elétrica negativa;
• As cargas oriundas da dissociação dos radicais
orgânicos e minerais (óxidos e hidróxidos de Fe e
de Al), são cargas dependentes de pH;
• Seu aparecimento se dá com a elevação do pH.
• O mesmo pode ocorrer pela desobstrução de
cargas da matéria orgânica ocupadas por Al, Fe e
Mn. É um processo que ocorre em função da
calagem adequada dos solos ácidos.

Exemplo de formação de cargas negativas por substituição do Al3+
por Mg2+ nos octaedros das argilas montmoriloníticas

ORIGENS DAS CARGAS POSITIVAS
• Muitos solos tropicais têm cargas +, embora na
grande maioria predominem as cargas negativas.
• A presença da MOS, que é formada por cargas
negativas e dependentes de pH, leva a um
balanço final de cargas negativas nas camadas
superiores do solo.
• Em certos solos pode ocorrer, nas camadas
subsuperficiais, uma predominância de cargas +.
• As cargas + do solo ocorrem pela protonação das
hidroxilas (OH 2 + ) dos óxidos e hidróxidos de Fe e
de Al, em condições de pH extremamente baixo.

ORIGENS DAS CARGAS POSITIVAS
Ilustração detalhada das cargas positivas do
solo pela protonação das hidroxilas (OH) dos
óxidos e hidróxidos de Fe e de Al, em
condições de pH extremamente baixo

CAPACIDADE DE TROCA CATIONICA (CTC)

CAPACIDADE DE TROCA CATIONICA (CTC)
• Cátions adsorvidos nos colóides do solo podem ser
substituídos por outros cátions.
• Isto significa que eles são trocáveis.
• Ca 2+ pode ser trocado por H + e/ou K + , ou vice versa.
• O número total de cátions que o solo pode reter (sua carga
negativa) é chamado de capacidade de troca catiônica ou
CTC
• Quanto maior a CTC do solo maior o número de cátions
que esse solo pode reter.
• A CTC é uma característica físico-químico fundamental ao
manejo da fertilidade do solo.

Expressão da CTC
• A CTC do solo é expressa em termos de
quantidade de carga que os colóides podem reter
por unidade de peso ou volume, sendo este último
mais freqüente em análises de rotina.
• A expressão dos resultados é em cmolc/kg ou
mmolc/kg.
• Recordando: o que é 1 milimol de um cátion? É
igual a 0,001 grama ou 1miligrama (1 mg) de
hidrogênio ou seu equivalente.
• Em outras palavras, é igual ao seu peso atômico,
em g, dividido pela valência e dividido por 1.000.

FIGURA 6. Esquema da CTC

CTC

Análise Química do Solo

Símbolo químico e forma iônica
dos principais cátions

Índices interpretativos
pH
Fornece o grau de acidez ou alcalinidade de um
extrato aquoso do solo,
É um indicativo das condições gerais de
fertilidade do solo.
Interpretação de pH
No Estado de Mato Grosso o pH é determinado
em água e em CaCl 2 0,01M na relação 1:2,5.

Exemplos de classificação das leituras de pH em
água e em CaCl 2

Diferença entre pH em água e em CaCl 2 0,01M
Em geral, para mesma amostra, o pH em água
é maior do que o pH em CaCl 2.
Esta diferença não tem um valor fixo.
Em solos muito ácidos, a diferença pode chegar
a 1,0 (um).
Solos próximos à neutralidade os dois valores
podem ser iguais.

SOLOS COM pH MUITO ÁCIDO
Deficiência de P e ALTA FIXAÇÃO do P
aplicado, por íons Fe e Al;
Baixos teores de Ca, de Mg e de K;
Toxidez por alumínio (Al 3+ );
Boa disponibilidade dos micronutrientes (exceto
Mo); e toxidez por Fe e por Mn;
Baixa CTC efetiva - alta lixiviação de cátions;
Baixa saturação por bases (V%);
Alta saturação por Al (m);
Limitação na decomposição da M.O.

FÓSFORO DISPONÍVEL OU
LÁBIL
Pelo S.I., a unidade correta para P é
mg P/dm 3 .
Anteriormente, utilizava-se outras
unidades para P disponível:
ppm P; µg P/cm 3 .
Numericamente, todas essas unidades
são equivalentes, não sendo necessário
transformação.
1 ppm P = 1 µg P/g = 1 mg P/dm 3

Tabela para interpretação de fósforo
disponível em solos da região de cerrado

POTÁSSIO TROCÁVEL (K + )
Pelo S.I., os teores de K + podem ser expressos
nas seguintes unidades:
cmol c/dm 3 (PR), mmol c/dm 3 (SP), mg/dm 3
(demais Estados)
Numericamente são equivalentes entre si:
cmol c/dm 3 (= 10 mmol c/dm 3 )
ppm e mg/dm 3

Para transformar cmol c K/dm 3 (ou meq K/100
cm 3 ) em ppm K (ou mg K/dm 3 ) basta multiplicar
por 390.
Para calcular a soma de bases, o K deve ser
transformado para a mesma unidade do Ca e do
Mg (cmol c/dm 3 ).

Tabela para interpretação do teor de
potássio trocável (mg dm -3 ) na região de
cerrado

CÁLCIO E MAGNÉSIO TROCÁVEIS
(Ca 2+ e Mg 2+ )
Pelo S.I. as unidades utilizadas são:
cmol c/dm 3 em todos os Estados,
Exceto SP, que utiliza mmol c/dm 3
O mmol c/dm 3 , entretanto, a grandeza é dez (10)
vezes maior. Assim:
1 cmol c/dm 3 = 10 mmol c/dm 3

Índices normalmente utilizados para
classificar os teores de Ca 2+ + Mg 2+

ALUMÍNIO TROCÁVEL (Al 3+ )
Expresso da mesma forma que o Ca e Mg.

Saturação de alumínio (m)
Interpretar apenas o teor de Al 3+ nem
sempre é suficiente para caracterizar
toxidez para as plantas;
Pois depende também da proporção que o
Al 3+ ocupa na CTC efetiva.
Para avaliar corretamente a toxidez por
alumínio deve-se calcular também a
saturação por Al (m).
m = [(Al 3+ x 100)/T ef.

Acidez Potencial (H + + Al 3+ ), CTC total ou T,
CTC efetiva ou t

MATÉRIA ORGÂNICA
Utilizava-se a porcentagem (%) para
expressar os teores de carbono orgânico
ou de matéria orgânica.
Pelo Sistema Internacional de Unidades
(S.I.U.), as unidades devem ser expressas
em g/kg.
g CO ou MO/kg = %CO ou MO x 10

Matéria Orgânica (MO) = Carbono
Orgânico (CO) x 1,723

TEXTURA OU GRANULOMETRIA

Triângulo Textural

Soma de Bases
É a soma dos principais cátions
trocáveis na amostra:
SB (ou S, mas cuidado para não
confundir com “enxofre”) = Ca +
Mg + K + (Na)*
* Contribuição do sódio é
pequena em solos sem problemas
de salinidade.

Saturação por Bases (V%)
Dá uma idéia de quanto da CTC
está ocupada por nutrientes
V%= (SB x 100) / CTCpot

80-100
35-80
< 35

CTC efetiva
É a CTC no pH em que o solo se
encontra no momento da
amostragem
É calculada por:
CTCef = (SB + Al)

CTC potencial
É a CTC do solo quando a amostra é
colocada em um meio com pH 7.
É o valor que deve ser usado
quando se compara a CTC de
amostras diferentes, porque estão
no mesmo pH.
Serve também para avaliar o
potencial de aumento da CTC da
amostra com a calagem.

CTC potencial
CTCpot= SB + (H+Al)

alto
médio
baixo
Interpretação dos valores de S, T e V em solos
S(cmol c /kg) V (%) T (cmol c /kg)
mais de 6
4 a 6
menos de 4
mais de 60%;
35 a 60%;
menos de 35%;
mais de 10
6 a 10
menos de 6

Interpretação de resultados de
análise de solo
Laudos dos Laboratórios

Resultados de um conjunto de
amostras de solos do Pantanal