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UNIVERSIDADE DA AMAZÔNIA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL RELATÓRIO DO SEMINÁRIO DE GEOLOGIA INTEMPERISMO QUÍMICO SANTARÉM - PARÁ Abril/2021 ERICK LEANDRO MAIA DE CASTRO (04046260) RAFAEL DE ASSUNÇÃO COSTA CARVALHO (04047222) RAFAEL PINHEIRO DA SILVA (04048402) JOÃO PEDRO TORRES BARRETO (04039145) LUCIMAR CORRÊA MACHADO (04044627) OSWALDO AZEVEDO SILVA NETO (04040456) RELATÓRIO DO SEMINÁRIO DE GEOLOGIA INTEMPERISMO QUÍMICO Trabalho Acadêmico de aproveitamento para a disciplina de Geologia, ministrado pelo professor Eng. Esp. M. J. Silveira Borges. SANTARÉM - PARÁ Abril/2021 SUMÁRIO 1. Definição...........................................................................................................03 2. Dissolução........................................................................................................04 3. Hidratação........................................................................................................05 4. Hidrolise............................................................................................................06 5. Carbonatação...................................................................................................07 6. Oxidação E Redução.......................................................................................08 7. Referências......................................................................................................10 3 1. Definição Na Geologia, definimos INTEMPERISMO, como conjunto de processos mecânicos, químicos e biológicos que causam a desintegração das rochas, em outras palavras, processo de transformação por degradação física ou decomposição química das suas estruturas, dando origem à sedimentos e interferindo em processos sedimentares. As rochas, ao surgirem à superfície, se expõem aos agentes externos de transformação de relevo como a força dos ventos e água. Assim, estas, desagregam-se na “lavagem” de sua cobertura, ou seja, processo de oxidação, além de, ainda ficarem expostas a mudanças climáticas e variações de temperatura. Dentre os fatores que influenciam o intemperismo, tem-se, principalmente: Clima, chuva e relevo. Clima Principal agente do intemperismo, pois ele determina a quantidade de chuva e temperatura que atingirá a rocha, alterando quimicamente seus minerais. O clima também determina a quantidade de ventos, o que altera fisicamente as rochas. Relevo Ele determina o fluxo de água e sua infiltração no solo. Em terrenos mais íngremes, a infiltração da água no solo será baixa, enquanto que em superfícies mais aplainadas ela será maior. Isso é importante, pois quanto mais tempo de contato entre água e rocha, mais reações químicas, aumentando assim a intensidade do intemperismo. INTEMPERISMO QUÍMICO atua sobre os minerais das rochas através de reações químicas, as quais sob condições naturais são bastante complexas, envolvendo grande número de variáveis: dissolução, hidratação, hidrólise, carbonatação, oxidação e redução, quelatação, resultantes de atividades inorgânicas e/ou orgânicas. Essas reações alteram a composição químico- mineralógica das rochas com a formação de novas substâncias. 4 2. Dissolução A dissolução no intemperismo químico é a reação química em que a água dissolve os minerais de uma rocha, ou seja, transformando a composição química diferentes das mesmas inicialmente. A dissolução pode ser que seja a primeira etapa do intemperismo químico, pois determinados minerais ou rochas tem mais facilidade em ser dissolvidos pela água, sendo assim, é ótico que os sais minerais são solúveis em água mais do que outros materiais. Porém, com o aumento da temperatura ou a mudança na composição da água, pode se observar que a contribui para uma maior solubilidade dos minerais, por exemplo a calcita, que com o aumento do CO² na água, o efeito da solubilidade da água e maior do que na sua composição original. Pode-se analisar um exemplo de dissolução do calcário em contato com a água. Em água pura, a calcita é pouco solúvel, mas com um aumento progressivo de CO2 na água, solubilidade aumenta consideravelmente. A composição química influi no grau de solubilização dos minerais. Por exemplo, com referência aos feldspatos, os potássicos são mais solúveis do que os sódico-cálcicos. A água pura constitui um solvente poderoso. Quando contém outros agentes químicos naturais, como oxigênio e gás carbônico, entre outros, sua eficiência no intemperismo aumenta consideravelmente. O oxigênio do ar Hilita Calcita 5 dissolve-se facilmente na película de água que recobre as partículas minerais das rochas. Via de regra, a reação com o oxigênio resulta na oxidação. 3. Hidratação Processo em que um mineral incorpora moléculas de água, que passam a fazer parte de sua estrutura cristalina dando origem a outro mineral. A hidratação constitui a adição de água num mineral e sua adsorção dentro do retículo cristalino. Certos minerais são passíveis de receber moléculas de água em sua estrutura, transformando-se física e quimicamente. Na hidratação, os minerais expandem-se. A expansão dos minerais por hidratação é capaz de exercer pressões com efeitos similares àqueles verificados durante o congelamento da água. A eficácia dessas pressões é reduzida em virtude do amolecimento dos minerais. A hidratação ocorre porque as moléculas de água são atraídas pelas cargas elétricas existentes na superfície do mineral. Dolomita Gipso Anidrita 6 Exemplo clássico de hidratação ocorre na transformação da anidrita em gipso (mineral hidratado) 4. Hidrólise A hidrólise corresponde a um processo químico que envolve a reação química entre o mineral e a água, ou seja, entre os íons H+ ou OH− da água e os íons do mineral. Lembre-se que o termo “hidro” significa água e “lise” é relativo à quebra. Na hidrólise, a água não constitui apenas o solvente dos reagentes, mas é igualmente um deles. Quando pura, em condições normais de pressão e temperatura, apresenta pequeno grau de dissociação. Entretanto, um aumento de temperatura contribui para incrementar a dissociação da água, como visto também na dissolução. Por outro lado, qualquer reação que favoreça o aumento da concentração de íons H+ na solução, contribui para aumentar a eficiência da hidrólise. Como sabemos, na dissociação da água formam-se íons positivos (H+) e íons negativos (OH−). 7 No geral, hidrólise é um processo químico no qual uma molécula de água é adicionada a uma substância. Por vezes, essa adição causa efeitos nos minerais adicionados. 5. Carbonatação Segundo a citação do Prof. Azeredo, o gás carbônico dissolvido na água dá origem a uma solução ácida referida hipoteticamente como se fosse de ácido carbônico (H2CO3). A reação entre esta solução e os minerais é designada de carbonatação. Toda água em contato com o ar contém gás carbônico dissolvido. CO2 + H2O ⇔ H2CO3 O CO2 é mais solúvel na água fria do que no quente. O grau de dissolução aumenta com o incremento da pressão. No intemperismo, a ação das águas superficiais faz com que a carbonatação seja um dos fenômenos mais comuns na natureza. A água das chuvas é levemente ácida. A acidez pode aumentar durante a percolação no solo, ao passar através das raízes ou da matéria orgânica em decomposição, onde o teor de CO2 pode ser até cem vezes maior do que na atmosfera. Os minerais mais facilmente atacáveis pela ação do “ácido carbônico” são aqueles que contêm um ou dos dois seguintes elementos principais: Fe, Ca, Mg, Na ou K. Nas reações geralmente formam-se carbonatos desses elementos. Via de regra, a carbonatação é incrementadapela ocorrência de rochas calcárias. A calcita e a dolomita são pouco solúveis em água pura. Entretanto, sua solubilidade aumenta consideravelmente na água com o CO2 dissolvido. Forma- se então bicarbonato. O bicarbonato de cálcio, por exemplo, é muito mais solúvel em água do que o carbonato de cálcio. Na solução encontram-se íons de cálcio e íons de bicarbonato. 8 A água é designada “dura” ou saturada quando possui alto teor de bicarbonato de cálcio. Quando favorece a deposição do CaCO3, na natureza, citam-se: • Rebaixamento da pressão nas áreas de surgência das fontes; • Aquecimento das águas na superfície do terreno; • Aeração das águas nas corredeiras e cascatas com possibilidade de pedra de CO2; • Assimilação do CO2 pelos vegetais. Os aspectos típicos de dissolução das rochas calcárias são encontrados nas regiões cársticas. A dissolução inicia-se no diaclasamento e fratura das rochas alargando-se em formas mais arredondadas. O trabalho lateral da dissolução origina as cavernas, cujo comprimento pode atingir vários quilômetros. Seu estudo constitui o objeto da espeleologia. O aspecto irregular ou ramificado das grutas evidencia que a dissolução depende e segue os padrões da estrutura e do fraturamento das rochas. Com a abertura das grutas, origina-se uma drenagem subterrânea na qual entra em jogo a ação mecânica das águas. 6. Oxidação e Redução Uma das principais reações que ocorrem durante o intemperismo químico é a oxidação. Quando a água com oxigênio dissolvido penetra no subsolo, a oxidação processa-se primeiramente nos primeiros metros superficiais, cessando totalmente o lençol freático. 9 No processo de oxidação, o oxigênio reage com os minerais, principalmente com aqueles que contêm ferro, manganês e enxofre. A oxidação é favorecida pela presença de umidade. Na ausência de água, é pouco efetiva. O ferro “ferroso” (Fe++) encontrado em muitos minerais (tais como: pirita, hornblenda, augita, biotita, olivina, entre outros) é transformado em compostos férricos (Fe+++). Os compostos ferrosos possuem coloração cinza-esverdeada, enquanto que os férricos têm cor amarelada, castanha, avermelhada até preta. Uma oxidação ligeira produz hematita avermelhada. Quando ocorre simultaneamente à hidratação, forma-se limonita de coloração amarelada ou ocre. Ao ar seco, o ferro metálico permanece praticamente inalterado por longo tempo. Quando exposto ao ar úmido, a superfície brilhante do aço “enferruja” devido à formação de um mineral mole, de coloração amarelada ou castanha denominada limonita (Fe2O3.H2O). A matéria orgânica também se oxida na presença de oxigênio. Em águas paradas e estagnadas, o teor de oxigênio presente é consumido junto à superfície. Nessas condições, as substâncias orgânicas não decompostas podem acumular-se no fundo. Principalmente, nas regiões de clima úmido, os óxidos de ferro conferem ao manto de intemperismo colorações avermelhadas, castanhas ou amareladas, as quais dependem do grau de oxidação e da quantidade de água presentes no óxido de ferro. Nas rochas sedimentares (arenito ou calcário), as cores vermelhas, castanhas ou amareladas quase sempre indicam deposição em ambiente bem oxidado. 10 7. Referências PENA, Rodolfo F. Alves. "O que é intemperismo?"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/geografia/o-que-e-intemperismo.htm.> Acesso em 9 de abril de 2021. AZEREDO, Thiago. “intemperismo químico”. Educação Globo – Geografia. Disponível em:< http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia- fisica/intemperismo.html>. Acesso em 13 de abril de 2021. ALMEIDA, Regis Rodrigues de. "Intemperismo"; Brasil Escola. Disponível em: <https://brasilescola.uol.com.br/geografia/intemperismo.htm.> Acesso em 12 de abril de 2021. http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/intemperismo.html http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/intemperismo.html
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