Coloides na Natureza

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COLÓIDES 
O QUE É: 
Coloides é o termo que usamos para designar os 
minerais secundários, minerais esses produzidos pelo 
intemperismo. O estado coloidal é muito comum na 
natureza, sempre que se tem partículas muito 
pequenas dispersas em algum meio, se tem então 
um estado coloidal, na natureza essas partículas são 
solidas dispersas no meio liquido. 
Por definição o estado coloidal tem uma superfície 
muito grande (superfície especifica), pois são 
partículas muito pequenas, então uma grama de argila 
tem uma superfície muito grande, isso faz com que 
esses materiais tenham uma grande atividade na 
natureza, participando de diversas reações. 
Exemplo, uma grama de argila pode ter 500m2 de 
superfície. Nos admitimos um limite de tamanho 
0,002mm (diâmetro máximo das argilas) para esses 
matérias na natureza. Normalmente essas argilas 
estão formando agregado (com areias e etc.), porque 
se a argila estiver solta ela pode ser transportada pela 
água. 
 A argila não é solúvel em água, quando se 
vê um rio barrento aquilo é argila suspensa; 
 Quando a argila é transportada pela água, ela 
pode ir do horizonte A para o horizonte B; 
As argilas tem a sua estrutura muito parecida com as 
os filossilicatos. (estrutura cristalina em forma de 
placas). 
Os principais colóides dos solos são minerais e 
orgânicos. 
SOLOS MINERAIS 
AMORFOS E CRISTALINOS 
não têm um padrão de cristalização. 
Ex.: alofanas, possuem origem das cinzas de 
vulcânicas, as cinzas vão se depositando em alguns 
solos do mundo. Eles são muito heterogêneos e por 
isso é difícil de ser estudado. 
Sílica coloidal é formada por aglomerados de 
tetraedro de silício; (não se acumula no solo). 
ARGILAS SILICATADAS 
Possuem a estrutura parecida com as filossilicatos. Tem-se 
lâminas tetraédricas de Si compartilhando oxigênio, 
formando uma colmeia de tetraedro. Tem-se também, 
lâminas de Al ou Mg, se ligando uns aos outros pelo 
compartilhamento de oxigênio. Essas lâminas se juntam com 
as octaédricas formando então as argilas. 
 Elas quebram em hexagonal por conta dos 
hexágonos da lâmina tetraédrica. 
 
 
Existe uma diferença muito importante do mineral 
secundário e do mineral primário. No mineral primário, nas 
micas podem ocorrer substituição isomórfica, por exemplo, na 
lâmina tetraédrica de silício poderia ter um Al ocupando o 
centro, o que gera uma carga negativa. No mineral primário 
está cristalizando no magma, então sempre que ocorre a 
substituição isomórfica, automaticamente aparecera um cátion 
para neutralizar a carga., porque todo mineral primário tem 
carga zero, essa é a condição de estabilidade do mineral na 
natureza. 
No mineral secundário (argilas) é diferente porque as argilas 
são formadas no solo, então quando ocorrer esse fenômeno 
isomórfico há um déficit de carga fazendo com que o solo e 
consequentemente a argila tenham com carga negativa., esse 
fato faz com que ela atraia (absorva) para sua superfície íons 
de carga positivas (cátions). 
Originam-se então o CTC, capacidade de troca catiônica, ou 
seja, é a capacidade que a argila tem de atrair carga positiva 
para a sua superfície. 
CAPACIDADE DE TROCA CATIÔNICA 
É uma reação de adsorção, muito comum na natureza e 
utilizada em processos industriais. 
 
O QUE É REAÇÃO DE ADORÇÃO? 
Toda vez que tiver uma parte positiva na superfície das 
partículas, ela vai atrair íons de carga negativa para essa 
superfície. 
 
 Reação reversível; os íons em solução podem ser 
novamente adsorvidos pela planta ou perdidos por 
lixiviação. 
Essa reação é muito importante, porque por exemplo, se 
o Ca da figura for retido não haverá Ca disponível no meio 
e a planta não conseguirá aproveita-lo, entretanto ele vai 
estar protegido da lixiviação. Quando disponível no meio a 
planta pode aproveita-lo, em contra partida ele pode ser 
lixiviado. 
 O solo armazena nutrientes para as plantas, esses 
nutrientes são solubilizados pela água para que a 
planta absorva os mesmos. 
Os íons solúveis estão sempre hidratados, ou seja, 
envoltos por uma molécula de água, devido à seu polo 
positivo e negativo; então, a agua vai envolver os cátions. 
Como essa atração é uma eletrostática, ela vai seguir a 
lei de Columb (quando maior a carga maior é a força de 
atração) 
 
Então uma argila com mais carga negativa vai atrair com mais 
força os cátions com carga +3 do que os de carga +2, que 
consequentemente será mais atraído do que os de carga +1. 
A lei de Columb também diz que quanto maior a 
distância, menor é a atração. Ou seja, quanto mais 
afastado o cátion estiver menor vai ser a sua 
concentração na superfície da argila, até atingir o 
equilíbrio com a solução do solo; em contra partida, 
quanto mais próximo estiver da superfície da argila 
maior será a concentração de cátions. Logo, os 
ânions vão se repelindo quanto menor for a 
distância da argila, logo sua concentração será baixa. 
Isso explica porque os nitratos são muito lixiviados, 
eles possuem carga negativa então não são retidos 
pelas argilas. 
 
1- Estequiometria: é uma reação 
estequiométrica, as trocas catiônicas 
respeitam as quantidades de cargas 
 
Por isso que a unidade da CTC é a quantidade de carga 
que 1kg de argila consegue reter. cmolc/Kg (mol de 
carga) 
2- Reversibilidade 
 
 
 
3- Equilíbrio: há uma tendência em haver um 
equilíbrio entre a quantidade de um 
elemento solúvel com a quantidade 
adsorvida. 
 
N ≠ n – a quantidade adsorvida é muito superior do 
que há em solução 
Por exemplo, se o potássio é absorvido pelas plantas a 
concentração de potássio solúvel vai diminuir. Outro 
exemplo é a lixiviação, a chuva vai remover o potássio e 
sua concentração em solução vai diminuir, o que leva ao 
desequilíbrio. Isso faz com que as argilas fiquem estáveis 
no solo. 
4- Seletividade: alguns ânions são adsorvidos 
com maior força do que outros. Quanto 
maior o número da carga e quanto menor 
o raio iônico hidratado, mais atraído pela 
argila esse cátion vai ser. Quanto maior o 
número de moléculas de água envolta dos 
cátions, menos atração ele vai ter porque a 
água vai diminuir essa carga do cátion. 
A serie liotrópica indica a preferência na atração 
de alguns íons pelas as argilas. 
 
O hidrogênio está na frente do Ca porque ele é um 
cátion muito pequeno, ele é apenas um próton. 
5- Concentração ou ação da massa: quando 
há um aumento da concentração de um 
cátion em solução poderá deslocar outro 
de sua preferência. 
IMPORTÃNCIA DA CTC 
 Diminui as perdas de cátions por lixiviação: são 
menos lixiviados que os em solução; 
 Mantem o equilíbrio com a solução do solo: a 
quantidade de cátions adsorvidos é muito superior 
ao da solução. Quando há diminuição da 
concentração de íons na solução, as argilas se 
repõem, parte dos íons tóxicos ficam adsorvidos; 
 Reserva de nutrientes para as plantas: quando a 
planta absorve nutrientes as argilas repõem; solos 
com maior CTC são mais férteis pois tem 
nutrientes para fornecer ao solo e plantas. 
 Quando maior for a quantidade de argila, maior vai 
ser o CTC, porém depende do tipo da argila e da 
matéria orgânica; 
EXCEÇÃO: 
os solos salinos tem muita CTC, porém terá excesso de 
sais - que vai limitar o crescimento vegetal. 
 
 
 
 
ARGILAS 2:1 
 
Possuem duas lâminas tetraédricas e uma octaédrica, 
exatamente igual aos filossilicatos. 
• A pirofilita Al4Si8O20(OH)4 sofre substituição 
isomórfica, o Mg entra no lugar do Al na 
lâmina octaédrica. 
Essa substituição gera déficit de carga, essas cargas 
são permanentes (estruturais) e não dependem do 
pH do meio. Atingem CTC de 80-100cmolc/Kg. Entre 
uma camada e outra de argila vou ter cátions 
hidratados (K, Na, Ca) por água. Essa é a única argila 
que deixa a água entrar e sair de suas camadas. 
Porque quando a água entrar nas outras argilas 
(coloides) não sai mais e a mesma se cristaliza no 
interior das camadas. Por isso ela é altamente 
expansiva. 
• Não existeMontmorilonita no Brasil e em 
climas tropicas. 
• É a única argila que possui elevada 
superfície especifica, isso porque além da 
área externa ela possui uma área interna, 
que é a distância de uma camada para 
outra. 
• São argilas de alta atividade, porque elas 
têm muita superfície, muita água e muita 
CTC. 
Possuem alta coesão e plasticidade. A coesão é a 
consistência do solo seco e a plasticidade é a 
consistência do solo úmido. 
• Sua formação ocorre com altas 
concentrações de Si e Mg. 
• Originam solos de maior fertilidade, mas de 
difícil mecanização. 
• É fácil de identifica-los em tem a forma de 
torrões e possuem rachaduras. 
• Possui mesma estrutura que a moscovita, 
na verdade são formadas a partir das micas, 
sob moderadas a elevadas concentrações 
de sílicas 
• Na região do Nordeste, em locais com 
menor precipitação da água da chuva, 
ocorrem solos com grande presença de 
argila 2:1, os vertissolos, com alta fertilidade 
natural, porém com grandes problemas de 
drenagem e limitações físicas 
• Vermiculita – são duas camadas de mica 
(biotita) separadas por películas de água 
com duas moléculas de espessura. 
• Formada em condições moderada de 
acidez, com remoção completa de K e Mg 
das intercamadas 
• A vermiculita expandida (aquecida em 
fornos) é utilizada em substratos para 
produção de mudas 
 
ARGILAS 2:2 
 
• É um grupo muito raro na natureza, porque 
ela possui condições muito especificas para 
se formar. 
• Normalmente ela não predomina no solo., ela 
vai ocorrer sempre com as argilas 2:!. 
• Clorita (AlSi7)Mg6O20(OH)4.Mg6(OH)12 
• Possui alta concentração de Mg e Si 
• Possui duas lâminas tetraédricas e duas 
lâminas octaédricas de Mg entre as camadas. 
Para conseguir esse Mg é preciso ter muita 
rocha com ferro-magnesiano e um ambiente 
muito favorável para que esse Mg não seja 
lixiviado 
• Ocorre substituição isomórfica na lâmina 
tetraédrica, ao invés de quatro Si vai ter três 
Si., isso vai gerar uma carga negativa e essa 
argila então vai ter CTC. 
• CTC permanente, porém menor que a 
montmorilonita. 
• As cloritas podem ser geradas por processos 
metamórficos 
• O que realmente predomina nos solos 
tropicas são as argilas 1:1 
 
ARGILAS 1: 1 
 
É predominante nos solos do Rio de Janeiro e 
grande parte da região nordeste. 
• Uma lâmina tetraédrica de Si e uma lâmina 
octaédrica de Al. 
Não possui substituição isomórfica, então não tem 
carga formada dentro da estrutura cristalina, ou seja, 
não tem carga estrutural. 
• As camadas se unem por pontes de 
hidrogênio. 
• O CTC dela não é formada por substituição 
isomórfica 
Estrutura com carga zero. Na parte de cima há uma 
polaridade negativa e embaixo polaridade positiva. 
Então a parte da polaridade positiva vai se juntar com 
a polaridade negativa através de ponte de hidrogênio 
• As pontes de hidrogênio são ligações fortes 
e isso faz com que as argilas sejam 
bastante resistentes ao intemperismo. 
• Os cristais delas são grandes por isso tem 
pouca superfície especifica 
• Tem pouca coesão e pouca plasticidade. 
Quando ela está seca ela não fica muito 
dura e quando está úmida ela não fica tão 
pegajosa quanto a montmorilonita. 
As argilas tem 1:1 CTC, tem carga, mas a carga dela é 
formada de forma diferente. Os cristais quando 
quebram (a borda da argila), então esses oxigênios da 
borda deveriam estar ligados a outro Al, mas não tem 
Al porque o cristal quebrou. Então os oxigênios do 
octaédrico vão formar carga negativa. Então se forma 
carga negativa na borda dos cristais quebrados. 
Se aparecer um hidrogênio, ele vai se ligar ao 
oxigênio que está gerando a carga negativa e vai 
neutraliza-lo. Se aumentar o pH do solo, adicionar OH 
através do calcário. Essas hidroxilas vão reagir com os 
hidrogênios e vão formar carga negativa. Por isso 
dizemos que é uma carga dependente do pH, ou 
seja, a CTC é variável. 
• Se o solo for muito ácido, vai haver muito 
hidrogênio. O hidrogênio vai se juntar com 
os oxigênios da argila e pode haver uma 
argila muito saturada de hidrogênio, com 
isso pode formar carga positiva. 
• Solos muito ácido formam argilas positivas. 
• Quando há alta concentrações de Si e Al, 
há ausência de Mg (através da lixiviação), o 
intemperismo e a remoção da Si vão 
favorecer a formação da caulinita. 
• Presente nos solos tropicais e subtropicais, 
origina solos de menor fertilidade. 
OXI-H IDRÓXIDO 
 
São materiais que não possuem tetraedro de si, apenas 
octaédrico de Al e Fe, característicos de ambientes 
altamente intemperados. 
Gisita Al4(OH)12 OU Al(OH)3 
Limonita Fe2O3.3H2O - amarela 
Goetita Fe4O4(OH)4 ou FeOOH - amarela 
Boemita Al2O3.3H2O 
Hematita Fe2O3 - vermelhas 
Magnetita Fe3O4 (pedra imã) – cinza escuro 
Todas essas formulas são consequência das diversas 
formas de polimerização dos octaédricos de Fe e Al. 
 Os óxidos são formados sob condições de 
intensa precipitação e lixiviação; 
 Os latossolos são exemplos de solo oxi-
hidróxido; 
 Podem correr grandes depósitos 
sedimentares destes matérias, que são 
usados na mineração, como por exemplo 
bauxita (hidróxido de Al), hematita (óxido de 
Fe) e cassiterita (óxido de estanho). 
 Os óxidos tem estrutura cristalina e formam 
cristais pequenos; 
 Pouca coesão e pouca plasticidade, 
favorece a mecanização; 
 Os óxidos possuem forte coloração que 
facilita a sua identificação, então no sistema 
brasileiro de solos identificamos os latossolos 
pela cor. 
 Os latossolos roxos são mais férteis que os 
latossolos vermelhos, que são mais férteis 
que o amarelo; 
 Não possuem substituição isomórfica porque não 
contém Si na sua composição; 
 Não tem CTC por substituição isomórfica, 
mas ele também vai formar CTC na borda 
dos cristais. A carga é variável com o pH do 
solo, como nas argilas 1:1 
 Solos com muito pouco nutriente disponível 
pra planta, porque o valor da CTC é muito 
baixo.
 
 
Os óxidos podem ter carga negativa, positiva e zero. Isso 
varia de acordo com o pH do solo; então, existe um pH em 
que as cargas positivas e negativas se equivalem, 
conhecidas como PCZ (ponto de carga zero). 
Se o solo estiver acima de 5,5 tem-se solos com carga 
negativa, se estiver abaixo, tem predomínio de carga 
positiva. 
O problema em ter um solo rico em carga positiva 
é que ele vai atrair ânions, como por exemplo os 
fosfatos, isso gera a CTA (capacidade de troca 
aniônica). A adsorção de ânions é irreversível. O 
problema está no fato do fosfato ter uma afinidade 
muito grande com os óxidos de Al e Fe, então o 
fosforo precipita junto com eles. Quando isso 
acontece o fosforo se perde, porque a planta não 
consegue absorver esse nutriente. 
• pH muito baixo há predomínio de cargas positivas e 
geram a CTA (capacidade de troca aniônica); 
• os óxidos tem baixo CTC; 
• latossolo acontece no Cerrado e na Amazônia, são 
solos de baixa fertilidade; 
• calcário aumenta o pH, diminui a acidez e a toxidade 
por Al. 
 
 
 
 
COLÓIDES ORGÂNICOS 
Corresponde ao humus, que é a matéria orgânica 
estabilizada, já foi parcialmente decomposta pelos 
microorganismos. Então é o material orgânico que não 
sofre mais decomposição. Não é um material cristalino; 
normalmente suas moléculas são de coloração escura. 
Os humus também tem carga CTC, as cargas originadas 
principalmente da dissociação de radicais carboxílicos e 
fenólicos, que podem liberar um hidrogênio e gerar carga 
negativa. 
 
As cargas são dependentes do pH do solo, possuem 
os maiores CTC. Tem alto poder tampão justamente 
por que possui muitos radicais livres, então não há 
muita alteração do pH. Possui baixa coesão e 
plasticidade. Tem muita retenção de água. Ele é o 
único que pode ser influenciado pelo ser humano 
devido o manejo, pelo clima e pela adição de matéria 
orgânica. Os climas tropicais, com elevada 
temperatura e precipitação, favorecem a 
decomposição da matéria orgânica e dificultam a sua 
acumulação nos solos. 
 
(analisede solubilidade feita em laboratório) 
O ácido fúlvicos é solúvel, possui moléculas menores 
e fácil de se decompor. O ácido húmico é pouco 
solúvel, possui moléculas maiores e é difícil de se 
decompor e a Humina é insolúvel, possui moléculas 
muito grandes e praticamente não dá pra se 
decompor. 
 CTC o solo vem da soma da CTC da matéria 
orgânica com o CTC da argila.