Analise de solo - pH Al3^M acidez potencial e MO

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ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL E 
MATÉRIA ORGÂNICA
Piracicaba – SP 18/05/2023
Universidade de São Paulo - USP
Centro de Energia Nuclear na Agricultura – CENA
Análise de Solo e Planta – CEN 0409
Professores: Cassio Hamilton Abreu Junior – cahabreu@cena.usp.br
Takashi Muraoka – muraoka@cena.usp.br
Estagiário PAE: Dalila Lopes da Silva – dalila.ls@usp.br
Supervisor: Juan Ricardo Rocha – jr.rocha@usp.br
➢ Bibliografias recomendadas
631.42 F411 e.8 
109410
Biblioteca da ESALQ
631.41S586m 
Biblioteca do CENA
631.452 A532 10009
Biblioteca do CENA
ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL e MO
➢ Reação do solo
Vegetação nativa do Cerrado
✓ A maioria dos solos brasileiros
apresenta limitações para o
estabelecimento e para o
desenvolvimento de grande
parte das culturas em
decorrência dos efeitos da
acidez.
Al3+ Mn2+
Ca2+ Mg2+
P
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K+
➢ Conceito ácido-base
✓ Definição de Brönsted-Lowry (1923): Ácido é uma espécie química que doa prótons e
base é uma espécie química que recebe prótons (definição que se aplica bem para o
entendimento das reações do solo).
✓ A força dos ácidos e bases, em consequência de sua dissociação (ionização) em solução,
é mensurável pela constante de ionização (K):
HA + H2O A- + H3O+
(Acidez potencial) (Acidez ativa)
B + H2O BH+ + OH-
Ka = (H3O+) (A-)
(HA)
Kb = (BH+) (OH-)
(B)
pKa = -log Ka pKb = -log Kb
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➢Origem da acidez do solo
1. Remoção das bases
✓ A remoção de cátions de caráter básico do solo pela lixiviação, erosão e pelas culturas,
resulta no aumento de formas trocáveis de Al3+ (e de H+) no complexo sortivo.
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➢Origem da acidez do solo
2. Grupos ácidos da matéria orgânica
✓ A ionização do H de ácidos carboxílicos, fenólicos e, principalmente, de álcoois
terciários da MO, contribuem para a acidez no solo.
✓ Em condições de acúmulo de MO e no estádio final de sua mineralização, a oxidação
libera elétrons, podendo ocasionar um aumento do pH de acordo a equação:
O2 + 4 H+ + 4 e- 2 H2O + 1,229 volts
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➢Origem da acidez do solo
2. Grupos ácidos da matéria orgânica
✓ Com a mineralização da MO, há liberação de bases (nutrientes ou não) que se
encontravam imobilizados nos tecidos, para o solução do solo, propiciando aumento do
pH;
✓ A mineralização de compostos orgânicos libera, também compostos de N e S que, ao
sofrerem oxidação, podem liberar prótons na solução do solo:
NH4
+ + 2 O2 + H2O NO3
- + 2 H3O+
S + 3/2 O2 + 3 H2O SO4
2- + 2 H3O+
✓ A oxidação biológica de compostos orgânicos produz CO2, que reage com água para
formar ácido carbônico, que se dissocia liberando prótons H+.
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➢Origem da acidez do solo
3. Minerais de argila silicatados e não silicatados
✓ Os grupos estruturais Si-OH e Al-OH expostos na superfície dos minerais de argila
silicatada, assim como os grupos Al-OH e Fe-OH nos óxidos de Fe e Al contribuem para a
geração de acidez:
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➢Origem da acidez do solo
4. Fertilizantes minerais
✓ A oxidação do amônio também é responsável pela acidez gerada quando da aplicação
de fertilizantes, como (NH4)2SO4 e NH4NO3, que aumenta com as doses aplicadas.
✓ O NH4
+ também pode deslocar o Al3+ adsorvido, ocasionando acidificação do solo:
Argila] Al3+ + 3 NH4
+ Argila] - (NH4
+)3 + Al3+ 
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➢Origem da acidez do solo
4. Fertilizantes minerais
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Adubo % de N kg CaCO3 por tonelada de 
adubo¹
Amônia anidra 82 -1480
Cloreto de Amônio 31 -1400
Sulfato de Amônio 20 -1000
Nitrato de Cálcio 14 +200
Nitrato de Sódio 15 +290
Nitrato de Amônio 32 -600
Nitrato de Potássio 13 +250
Uréia 44 -840
Fosfato diamônico (DAP) 18 -650
Fosfato monoamônico (MAP) 11 -600
Tabela – Poder de acidificação dos principais fertilizantes nitrogenados 
Malavolta, 1989
1Quilos de calcário/tonelada de adubo: sinal negativo (-) indica a quantidade de calcário necessária para neutralizar 1 tonelada de adubo; 
sinal positivo (+) indica a quantidade de calcário equivalente a 1 tonelada de adubo.
ACIDEZ DO SOLO
pH
Al3+
H+ + Al3+
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➢ Componentes da Reação do Solo: acidez e CTC do solo 
❑ No equilíbrio ácido-base, o solo tem comportamento semelhante a um ácido fraco, cujo
potencial de reposição de H+ para a solução é muito superior à sua atividade na solução.
Isto define os conceitos de acidez ativa, acidez trocável e acidez potencial do solo.
✓ Acidez ativa
Refere-se à atividade de H+ na solução do solo
✓ Acidez trocável
Refere-se ao Al trocável e na solução e inclui, também, os íons 
H, Mn, Fe e outros de caráter ácido adsorvidos ao solo de forma 
trocável.
✓ Acidez potencial
Engloba a acidez trocável e a não-trocável e é bom estimador
do poder tampão do solo. (A acidez não-trocável é constituída,
principalmente, de H de ligações covalentes, que não é trocável,
mas pode se dissociar com elevação do pH do solo).
pH
Al3+
H+Al
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➢ Componentes da acidez e CTC do solo 
Relação entre a acidez trocável e o pH do solo determinado em água, amostras coletadas
na profundidade de 0-20 cm, nos estados de Goiás e Distrito Federal (Sousa et al., 1985)
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➢ Componentes da acidez e CTC do solo 
Curvas de neutralização de amostras de solos com carbonato de cálcio (Raij et al., 1979)
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➢Determinação da acidez do solo
1. Acidez ativa
✓ A acidez do solo é avaliada, geralmente, por meio do seu pH,
determinando-se a atividade de H+ em uma suspensão de solo com
água ou com soluções salinas.
✓ O pH do solo varia ao longo do tempo e pode ser influenciado pela
precipitação e manejo do solo e, especialmente, pelas adubações.
✓ Os valores de pH podem depender também da época de
amostragem do solo e do método de preparo das amostras.
✓ Para determinar a acidez ativa, são utilizados os métodos
potenciométricos
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1. Acidez ativa
pH = -log (H+) 
(H+) = f [H+]
(H+) = Atividade de H+
[H+] = Concentração de H+
f = Coeficiente de atividade 
2 H2O H3O+ + OH- K = [H3O+] [OH-]
K = 1,0 × 10-14 a 25° C
Notação simplificada = H+
Para soluções aquosas diluídas (H+) ⁓ [H+]
pH = -log [H+] 
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➢Determinação da acidez do solo
❑ Esquemas de eletrodos de pH. a) Eletrodo de vidro simples; b) eletrodo de vidro
combinado
Calibração
pH = 7,0
pH = 4,0
pH = 10.0
Raij et al. (2001)
1. Acidez ativa
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➢Determinação da acidez do solo
1. Acidez ativa
✓Os métodos potenciométricos mais comuns são:
I. Determinação do pH em suspensão de solo com água, na relação solo: água de
1:1 ou 1:2,5;
II. Determinação do pH em suspensão de solo KCl 1,0 mol L-1, na relação
solo:solução de 1:1 ou 1:2,5
III. Determinação de pH em suspensão de solo com CaCl2 0,01 mol L-1, na relação
solo:solução de 1:1 ou 1:2,5;
Método adotado pelo Sistema IAC
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➢Determinação da acidez do solo
1. Acidez ativa
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➢Determinação da acidez do solo
▪ A 10 cm³ ou 10 gramas de solo adiciona-se 25 mL de uma solução CaCl2 0,01 mol L-1,
deixando por 15 minutos em ‘descanso’;
▪ Agitar a suspensão por 10 minutos em uma mesa agitadora com movimentação circular-
horizontal com rotação a 220 rpm. Deixar decantar por 30 minutos;
▪ Ajustar o medidor de pH com as soluções-tampão de pH 4,0 e 7,0 e, frequentemente,
com uma dessas soluções, após a determinação de uma série de amostras;
▪ Sem agitar, mergulharo eletrodo combinado na suspensão, de modo que a ponta do
eletrodo de vidro toque ligeiramente a camada de sedimento e a saída do eletrodo de
referência fique submersa. Ler o pH após estabelecido o equilíbrio.
▪ Atenção: O eletrodo deve ser lavado com água e enxugado com papel absorvente, após
cada determinação. Isso é especialmente importante quando se passa para uma
suspensão de pH muito diferente, ou de solução-tampão para suspensão de solo.
1. Acidez ativa
❑ Considerações
✓ Os valores de pH em água apresentam maior variabilidade entre repetições,
porém a adição de eletrólito (KCl ou CaCl2) pode diminuir essa variabilidade.
✓ Sais solúveis afetam a força iônica da solução do solo, e esta afeta a
atividade de íons H+ na solução. De modo geral, em solos eletronegativos, o
pH diminui com o aumento da concentração salina da solução. Em solos
eletropositivos o efeito é contrário.
ΔpH = pH-KCl – pH-H2O
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➢Determinação da acidez do solo
Valores de pH e ΔpH em amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelo
argiloso de Cerrado, com atributo ácrico.
➢Determinação da acidez do solo
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1. Acidez ativa
1. Acidez ativa
➢Determinação da acidez do solo
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Classes de interpretação para a acidez ativa do solo (pH¹) 
Classificação química da acidez ativa
Acidez Neutra Alcalinidade
Muito elevada Elevada Média Fraca Fraca Elevada
< 4,5 4,5 - 5,0 5,1 – 6,0 6,1 – 6,9 7,0 7,1 – 7,8 > 7,8
(1) pH em H2O, relação 1:2,5, TFSA:
Classificação agronômica do pH(2)
Muito baixo Baixo Bom Alto Muito alto
< 4,5 4,5 - 5,4 5,5 – 6,0 6,1 – 7,0 > 7,0
(2) A qualidade utilizada indica, para a maioria das culturas, pH adequado (bom) ou inadequado (muito
baixo, baixo, alto e muito alto).
Fonte: Alvarez et al. (1999)
2. Acidez trocável
❑ Para determinar a acidez trocável utiliza-se, como extrator, a solução de KCl 1,0 mol L-1
pH = 5,5, que, pelo excesso de K+, extrai por troca, H+ e Al3+ adsorvidos
eletrostaticamente.
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➢Determinação da acidez do solo
❑ Os cátions deslocados, bem como o excesso de KCl em solução, são filtrado e o Al3+ é
determinado por titulometria ácido-base.
2. Acidez trocável
▪ Agita-se 5 cm³ ou 5 gramas de solo com 50 mL da solução KCl 1,0 mol L-1 por 5 minutos
em uma mesa agitadora com movimentação circular-horizontal com rotação a 220 rpm;
▪ Filtragem do extrato em filtro Whatman n° 42 ou similar;
▪ Pipetar 25 mL do extrato, acrescentar 3 gotas de indicador vermelho de fenol (100 mg
de vermelho em uma solução de NaOH com 1 mol L-1 em 100 mL);
▪ Titular com solução de NaOH 0,025 mol L-1 (passagem da cor amarela para o vermelho);
▪ Procede igualmente para os brancos (valor a ser descontado para os resultados obtido
dos solos).
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➢Determinação da acidez do solo
Al3+ (mmolc dm-3) = (Vam – Vbr) x CNaOH x 50 x 1000
25 * 5 
Onde, Vam e Vbr são os volumes, em mL, de solução de NaOH gastos nas titulação da amostra e do branco, 
respectivamente; CNaOH, a concentração, em mol L-1, da solução de NaOH.
3. Acidez potencial
➢ É composta pela soma da acidez trocável e não-trocável.
➢ Na determinação da acidez potencial (H+Al), a acidez extraída com uso da solução
de acetato de cálcio (Ca(OAc)2) 0,5 mol L-1 a pH = 7,0. Neste processo são extraídas
a acidez ativa, trocável e não-trocável.
➢ A acidez potencial é representada por H+Al, sem os sinais de carga, pois as ligações
são covalentes.
➢ Outra forma de determinar o H+Al é pelo método potenciométrico, usando
solução tampão SMP
Método utilizado pelo Sistema IAC
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➢Determinação da acidez do solo
❑ Determinação da acidez total com solução SMP
✓ A solução tampão SMP, desenvolvida por SHOEMAKER, McLEAN. & PRATT (1961), é
utilizada para estimar a acidez total. O método foi adaptado por Quaggio et al.
(1985), que adaptaram o uso desse método para determinação direta da acidez total.
3. Acidez potencial
ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL e MO
➢Determinação da acidez do solo
3. Acidez potencial
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➢Determinação da acidez do solo
▪ Retomar os frascos utilizados para a determinação do pH em CaCl2 0,01 mol L-1;
▪ Adicionar exatamente 5,0 mL da solução-tampão SMP, agitar durante 15 minutos e
deixar em repouso por 60 minutos;
▪ Ajustar o potenciômetro com as soluções-tampão pH 4,0 e 7,0 e, frequentemente, com
uma dessas soluções, após a determinação de uma série de amostras;
▪ Ler o pH SMP após estabelecido o equilíbrio.
▪ Atenção: A suspensão de solo com a solução-tampão SMP é bastante tamponada e
pode deixar “memória” no eletrodo, caso não tenha sido bem lavado, afetando as
leituras seguintes. Portanto, deve-se lavá-lo abundantemente com água, com auxílio de
uma piceta, e depois enxugá-lo com papel absorvente.
ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL e MO
➢Determinação da acidez do solo
✓ Componentes da acidez e necessidade de calagem (NC) para elevar a saturação de
bases para 50 % em Latossolo Vermelho e Vermelho-Amarelo argiloso e, em um
Neossolo Quartzarênico da região do Cerrado
❑ Efeitos da acidez do solo
ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL e MO
➢Determinação da acidez do solo
❑ Efeitos da acidez do solo
ANÁLISE DE SOLO – pH, Al3+, ACIDEZ POTENCIAL e MO
➢Determinação da acidez do solo
✓ A faixa de pH 5,5 - 7,0,
apresenta ser ótima para a
disponibilidade de
nutrientes para as plantas.
✓ A determinação é baseada no método de Walkley-Black (1934);
✓ O método de Walkley – Black foi desenvolvido inicialmente para quantificar a 
matéria orgânica facilmente oxidável ou decomponível do solo;
✓ A determinação é baseada na oxidação da MO do solo a CO2 por íons dicromato, em
meio fortemente ácido.
2Cr2O7
2- + 3C0 + 16H+ 4Cr3+ + 3CO2 + 8H2O
Cr2O7
2- + 6Fe2+ + 14H+ 6Fe3+ + 7H2O
Equação de oxidação:
Equação de titulação:
➢ A determinação pode ser feita
por titulação ou por
colorimetria
➢ Determinação da matéria orgânica do solo
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➢ Determinação da matéria orgânica do solo por titulação
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▪ Transferir 1 cm³ (ou 1 grama) de TFSA para um Erlenmeyer; 
▪ Adicionar 10 mL de solução de dicromato de potássio 0,167 mol L-1 , e rapidamente, 20 mL de 
ácido sulfúrico concentrado p.a.;
▪ Agitar manualmente por um minute e deixar resfriando por 30 minutos; 
▪ Adicionar 200 mL de água destilada e filtrar através de papel de filtro de filtragem rápida, 
resistente ao ácido (Whatman 540 ou similar), recebendo o filtrado em erlenmeyer de 500 mL;
▪ Acrescentar 10 mL de H3PO4 concentrado p.a. e 3 a 6 gotas da solução de difenilamina(1,0 g 
de indicador em 100 mL de ácido sulfúrico concentrado p.a ). Titular com a solução de sulfato 
ferroso amoniacal (157 g de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O e 20 mL de H2SO4 concentrado p.a em 1 L), 
até viragem de azul para verde. A titulação da prova em branco serve para determinar a 
concentração exata de solução de sulfato ferroso amoniacal.
▪ Realizar o mesmo procedimento em uma (ou mais) prova em branco completa, sem terra.
▪ Atenção: Essa proporção de reagentes é para amostras com até 55 g dm-3
; No caso de solos 
com até 135 g dm-3, a proporção será de 25 mL da solução de dicromato, 50 ml de ácido
sulfúrico e 400 ml de água destilada. Para solos com mais de 135 g dm-3, dobrar a proporção
dos reagentes.
➢ Determinação da matéria orgânica do solo por titulação
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MO (g dm-3) = (Vam – Vbr) x Cfe
+2 x 0,003 x 1,33 x 1,724 x 1000
Vsolo
Onde, Vam é o volume de sulfato ferroso amoniacal, em mL, gasto na titulação da amostra de solo; Vsolo é 
o volume de solos medido , em cm³. Os fatores multiplicativos são: 0,003, em g mmol-1, referente à razão 
[(0,001 x 12)/4], onde, 12 é a massa molardo carbono (g mol-1), 0,001 é o fator para transformar em g mmol-
1 e 4 é o número de elétrons na oxidação da M.O [C(0) → C(IV), na forma de CO2]; 1,33, o fator de correção 
para a oxidação apenas parcial da matéria orgânica; 1,724, o fator proposto por van Bemmelen, para 
converter o teor de C orgânico em teor de matéria orgânica (Corg = 58% da MO); 1.000, o fator para 
transformar cm3 em dm3 de TFSA.
Cfe
2+ (mol L-1 ou mmol mL -1) = 10 x 0,167 x 6
Vbr
Onde, CFe
2+ é a concentração de Fe2+ na solução padronizada de sulfato de ferroso amoniacal, para a reação 
com dicromato de potássio e Vbr o volume de sulfato ferroso amoniacal, em mL, gasto na titulação do 
branco. Os fatores multiplicativos correspondem ao volume de dicromato (10), em mL, à concentração da 
solução de dicromato (0,167), em mol L-1, e ao número de elétrons transferidos (6) no processo de redução 
Cr(VI) → Cr(III).
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➢ Determinação da matéria orgânica do solo por colorimetria
▪ Transferir 1 cm3 de terra para frasco cilíndrico de 100 mL. Realizar uma prova em 
branco completa, sem terra;
▪ Adicionar, com dispensador, 10 mL da solução de Na2Cr2O7 em ácido sulfúrico (200 
gramas de dicromato de sódio e 280 mL de ácido sulfúrico em 1 L);
▪ Agitar durante 10 minutos, em agitador com movimento circular-horizontal, com 
velocidade mínima de 180 rpm;
▪ Após um repouso de uma hora, adicionar 50 mL de água, usando dispensador, com 
um jato forte para promover a mistura das soluções. Deixar decantar durante a 
noite;
▪ No dia seguinte, transferir o líquido sobrenadante para a cela de medida do 
espectrofotômetro ou colorímetro, com filtro de transmissão máxima de 650 nm. 
Acertar o zero do aparelho com a prova em branco completa;
▪ Calcular os resultados a partir da curva-padrão, preparada com solos analisados 
pelo método volumétrico (titulação);
➢ Determinação da matéria orgânica do solo por colorimetria
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✓A razão pela qual o teor de matéria orgânica é frequentemente
relacionado ao teor de carbono é porque a matéria orgânica é
composta principalmente por compostos orgânicos, que
contêm carbono em sua estrutura química;
✓Aproximadamente 58% do peso da matéria orgânica é
composto por carbono;
✓ Portanto, é possível estimar o teor de carbono do solo a partir
do teor de matéria orgânica, multiplicando o valor pelo fator
de conversão adequado ( 1,724 g/dm³).
➢ Determinação da matéria orgânica do solo
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