Origem_das_cargas_PCZ
Origem das Cargas nos Solos
Literatura recomendada:
Ponto de carga zero; SB; CTC; V%; m%
• ERNANI, P.R. Química do Solo e Disponibilidade de Nutrientes, 2008. cap. 3 – p. 46-55.
• LEPSCH, I.F. 19 Lições de Pedologia, 2011. cap. 5 – p. 107-117.
• LOPES, A.S. Manual da Fertilidade do Solo, 1989. cap. 1 – p. 22-23.
• MELLO, F.A.F.; BRASIL SOBRINHO, M.O.C.; ARZOLLA, S. et al. Fertilidade do Solo,
1987. cap. 3 – p. 45-50 e cap. 5 – p. 78-82.
• MEURER, E.J. Fundamentos de Química do Solo, 2006. cap. 5 – p. 125-146.
• NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V., V.H.; BARROS, N.F.; FONTES, R.L.F.; CANTARUTTI, R.B.;
NEVES, J.C.L. Fertilidade do solo, 2007. cap. 4 - p.151-157 e cap. 5 – p. 215-230.
• RAIJ, B. van. Avaliação da Fertilidade do solo, 1981. cap. 3 – p. 17-30 e cap. 6 – p. 83-85.
Tipos de carga no solo:
1. Cargas permanentes ou constantes
2. Cargas variáveis
1. Cargas permanentes ou constantes
Principal processo: substituição isomórfica
ou iônica (termo mais adequado)
Características:
Íons de tamanhos semelhantes e
cargas diferentes
Formam-se cargas permanentes
principal fonte para argilas 2:1
TETRAEDROS DE SÍLICA E
OCTAEDROS DE ALUMINA
Oxigênio apical
Oxigênio basal
(a)
( b )
Tetraedros e octaedros
Oxigênio apical
Oxigênio basal
(a)
Silício Silício Oxigênio
( b )
Plano O
Plano Si
Plano O, OH
Plano Al, Mg
Plano O, OH
P la no Si
P lano O
Plano O
Plano Si
Plano O, OH
Plano Al, Mg
Plano O, OH
Plano Si
Plano O
Silício
Alumínio, Alumínio
Magnésio Magnésio
Oxigênio
Plano O
Plano Si
Lâmina
Plano O, OH
tetraédrica
Plano Al, Mg
Lâmina
octaédrica Plano O, OH
Lâmina P la no Si
tetraédrica P lano O
Cátions e/ou
Água adsorvidos
Plano O
Plano Si
Lâmina
Plano O, OH
tetraédrica
Plano Al, Mg
Lâmina
octaédrica Plano O, OH
Lâmina Plano Si
tetraédrica Plano O
Hidroxila
Hidroxila
Alumínio,
Magnésio
Entre
camadas
camadas
Lâmina
tetraédrica
Lâmina
octaédrica
Lâmina
tetraédrica
Hidroxila
Cátions e/ou
Água adsorvidos
Entre
camada s Cristal
camadas
Entre
camadas
Lâmina
tetraédrica
Lâmina
octaédrica
Lâmina
tetraédrica
Entre
Camadas
Entre
camadas
camadas
Entre
camada s
camadas
Entre
camadas
Cristal
Principais substituições: geram cargas
negativas
Tetraedros de sílica
Si 4+ → Al 3+
Octaedros de alumina
Al 3+ → Fe 2+
Al 3+ → Mg 2+
2. Cargas variáveis
Principal processo: dissociação de grupos OH
expostos / protonação
Características:
varia c/ pH
importante para argilominerais 1:1 (nas bordas);
óxidos/hidróxidos de Fe e Al; colóides orgânicos.
GERAÇÃO DE CARGAS NEGATIVAS
NA MATÉRIA ORGÂNICA
• Principais grupos: carboxílico e fenólico
- Carboxílico : R – COOH R – COO - + H +
- Fenólico : OH O - + H +
O O
GERAÇÃO DE CARGAS NOS ÓXIDOS E
HIDRÓXIDOS DE Fe E DE Al
• Importantes em solo tropicais altamente
intemperizados
• Apresentam caráter anfótero (anfi = duplo): podem
ter balanço positivo ou negativo de cargas
Fe
Fe
OH 2
O OH 2
OH 2
Carga (+)
Fe
O OH
Fe
OH
OH
0
Fe
O
Fe
O
O
O
Carga nula Carga negativa
CARACTERÍSTICAS DAS CARGAS ELÉTRICAS DO SOLO
CARGAS CONSTANTES
(Negativas)
Resultam de substituições iônicas
de Si por Al ou de Al por Mg ou
Fe (II) na grade cristalina
Ocorrem somente nos minerais de
argila de grade 2:1 e 2:1:1 na
alofana
Não são influenciadas pelas
condições do meio como pH e
concentração da solução
CARGAS VARIÁVEIS
(Negativas e positivas)
Resultam de reações entre os íons
H + e átomos de O existentes na
superfície da partícula
Ocorrem nos óxidos de Fe e Al,
nos minerais de argila e no húmus
São influenciadas pelas condições
do meio como pH e concentração
da solução
Têm origem interna Têm origem externa
São sempre negativas Podem ser negativas ou positivas
Definição:
Ponto de Carga Zero (PCZ)
Valor de pH em que a superfície de
determinado colóide (orgânico ou
inorgânico) tem carga nula.
PCZ de alguns constituintes dos solos
0 2 4 6 8 10 (pH) Colóide PCZ
+ + + + + + + + + + + + + + + + - - - - -
Hematita /
Goethita
+ + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - Gibbsita 7,5
+ + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - Caulinita 3,5
+ + + - - - - - - - - - - - - - - - - - Húmus
Fe
Fe
OH 2
O OH 2
OH 2
Abaixo do PCZ
Fe
O OH
Fe
OH
OH
0
Fe
O
Fe
O
O
O
P C Z Acima do PCZ
Valores comuns de PCZ de solos
Camada superficial: PCZ na faixa de 3 a 4.
Camada subsuperficial: geralmente os valores
de PCZ se mantém na faixa de 3 a 4, mas podem
ser mais altos, dependendo principalmente dos
teores de óxidos de Fe e de Al.
Teores de matéria orgânica e óxidos, PCZ, pH e carga
líquida de um solo tropical altamente intemperizado
A
B
• > teor de matéria orgânica;
• < valor de PCZ;
• pH do solo > PCZ;
• carga líquida (-);
• pred. retenção de cátions == CTC > CTA.
• < teor de matéria orgânica;
• predominam os óxidos;
• > valor de PCZ;
• pH do solo pode ser < PCZ;
• carga líquida pode ser (+) == CTA > CTC.
INTEMPERIZAÇÃO
MINERAIS PRIMÁRIOS
• Cargas elétricas quase ausentes
MINERAIS DE GRADE 2:1
• Grande quantidade de cargas elétricas – maior parte
constantes
• PCZ inexistente
MINERAIS DE GRADE 1:1
• Baixa quantidade de cargas elétricas – todas variáveis
• PCZ muito baixo
ÓXIDOS DE FERRO E DE ALUMÍNIO
• Cargas elétricas quase ausentes – todas variáveis
• PCZ médio a alto
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