Origem_das_cargas_PCZ

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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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