Aula Pedologia Mineralogia

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14/05/2014 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
PROPRIEDADES 
MINERALÓGICAS DO SOLO 
Prof. Karina Patrícia Vieira da Cunha 
UFRN-CT-DEC 
Classificação dos Minerais 
A. Minerais Primários 
B. Minerais Secundários 
1. Quanto a sua origem: 
Diferenças 
1. Minerais Primários: 
 
- Sem alteração estrutural = litogênicos 
- Estão nas frações granulométricas areia ou nas 
mais grosseiras (>2 mm) 
- Informações importantes: grau de evolução do 
solo e reserva mineral 
 
Classificação dos Minerais 
2. Minerais Secundários: 
 
- Originados a partir do intemperismo químico de 
minerais primários 
- Predominam na fração argila (< 0,002mm = 2μm) 
- Aluminiosilicatos (=minerais de argila) e óxidos 
 
Diferenças 
Classificação dos Minerais 
 
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Classificação dos Minerais 
Importância para o solo: 
 
• Minerais não Silicatados 
 
• Minerais Silicatados 
Silicatos 
• Minerais mais abundantes no solo; 
• Estrutura  Silício combinado com Oxigênio 
• Principal unidade estrutural  TETRAEDRO de Si 
 
 
Conseqüência do Intemperismo 
 Fase Sólida 
Mineral do 
Solo 
 
Sistema 
Coloidal 
 
Acentuada subdivisão 
 
SISTEMA COLOIDAL DO SOLO – constituído de 
partículas diminutas, de tamanho coloidal (< 1 μm), 
minerais ou orgânicas, como fase dispersa na 
solução, onde ocorrem as principais reações 
químicas, físico-químicas e microbiológicas do solo 
 
Partículas coloidais - <1μm 
Argila – máximo 2μm 
 
 
Nem todas as argilas são estritamente coloidais, mesmo 
assim, suas partículas maiores possuem características do 
tipo coloidais. 
Minerais presentes na fração 
granulométrica “argila” (< 2µm) 
• Argilominerais ou minerais de argila ou 
aluminiosilicatos = silicatos 
• Óxidos/Hidróxidos = minerais não silicatados 
• Raramente grãos diminutos de quartzo 
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Mineral 1º + Solução de Alteração 
 
 
 
 
Mineral 2º + Solução de Lixiviação 
 
GÊNESE DOS ARGILOMINERAIS ESTRUTURA DOS ARGILOMINERAIS 
• Argilominerais são aluminiosilicatos formados 
por: 
 Tetraedros de silício: um 
átomo de Si rodeado por 
quatro átomos de oxigênio; 
 
 
Octaedro de alumínio: um 
átomo de Al rodeado por seis 
hidroxilas; 
 
 
 
Lâmina de tetraedros 
Lâmina de octaedros 
Unidades Cristalográficas - As 
lâminas se ligam umas as outras por 
átomos de oxigênio. 
 
Mineral do tipo 2:1 
Al 
Si 
 
ORIGEM DAS CARGAS ELÉTRICAS 
 
1. Substituição Isomórfica: é a substituição do 
Si (tetraedro) ou do Al (octaedro) por átomos 
de raio iônico semelhante e de menor 
valência. (Cargas permanentes do solo) 
 
ORIGEM DAS CARGAS ELÉTRICAS 
 
2. Arestas quebradas do cristal: como as 
lâminas do octaedro e tetraedro não se 
prolongam indefinidamente, na quebra, pode 
haver desequilíbrio de cargas não satisfeitas. 
(cargas dependentes de pH) 
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ORIGEM DAS CARGAS ELÉTRICAS 
 
3. Hidroxilas expostas na rede cristalina: 
verifica-se, na estrutura do octaedro, nos 
vértices do sólido, a presença de hidroxilas, 
as quais, por dissociação, originam cargas 
negativas. (cargas dependentes de pH) 
 
TIPOS DE MINERAIS DE ARGILA 
1. Mineral de Argila 2:1 
 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
 
 
Água 
A expansão expõe uma superfície muito grande que é 
muito maior do que a face externa desses minerais. 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
 
Expansão das camadas 
dos minerais de argila pela 
adsorção de água 
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 Superfície Externa 
Superfície Interna 
Superfície Específica: 
 
-Montmorilonita = 700-800 m2 g-1 
 
-Caulinita = 15 m2 g-1 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
• Propriedades da montmorilonita: 
– Substituição isomórfica – principalmente Al por 
Mg no octaedro; 
– Alta CTC – adsorção de cátions; 
– Argila de atividade alta 
– Alta plasticidade e pegajosidade ; 
– Expansão e Contração com desidratação; 
– São quimicamente muito ricas; 
– Características físicas desfavoráveis. 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
 
MINERAL DE ARGILA 2:1 
TIPOS DE MINERAIS DE ARGILA 
1. Mineral de Argila 1:1 
 
• Propriedades da caulinita: 
 
– Não são expansivas; 
– Baixa plas ticidade e pegajosidade 
– Baixa ou ausência de substituição isomórfica – 
carga dependente de pH; 
– Baixa CTC; 
– Boas condições físicas. 
 
MINERAL DE ARGILA 1:1 
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 • Através do intemp erismo químico de minerais primários, 
principalmente os ferromagn esianos, há a liberação do Fe 
através de uma reação hidrolítica e oxidativa: 
 
 
ÓXIDOS 
• Importância : 
 
 inf ormação sobre o estádio de intemperismo dos solos 
(comparar o teor total de Fe de um solo como o teor de Fe 
na f orma de óxidos). 
 
 Fe total ≈ Fe na f orma de óxidos ? 
Solos mais v elhos. 
 Fe total > Fe nos óxidos ? 
Solos mais jov ens. 
 
 
 
ÓXIDOS 
• Hematita ( –Fe2O3) 
 
 poder pigmentante bastante grande e mesmo a baixas 
concentrações, ela consegue imprimir a sua cor 
característica v ermelha. 
 
 Situações que f av orecem esse óxido de Fe: posições 
mais elev adas na paisagem, solos deriv ados de rochas 
ricas em minerais f erromagnesianos, regiões mais 
quentes. 
 
 
 
ÓXIDOS 
• Goethita ( –FeOOH) 
 
 Goethita é a mais f reqüente f orma de óxido de f erro nos 
solos brasileiros. 
 ocorre em quase todos os tipos de solos e condições 
climáticas 
 responsáv el pelas cores amarelas e bruno-amareladas 
tão espalhadas em solos brasileiros. 
 
 
 
ÓXIDOS 
• Magnetita (Fe3O4) e Maghemita (–Fe2O3) 
 
 Magnetita e maghemita são óxidos de Fe com alta 
susceptibilidade magnética, o que permite separar os 
Latossolos Roxos de outros solos semelhantes numa 
região apenas com um pequeno ímã de mão. 
 
 
 
ÓXIDOS 
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• Gibbsita – Al(OH)3 
 
mais usual é que os óxidos de Al predominem em solos 
que já perderam, por lixiv iação, quase todos os seus 
constituintes. 
 óxidos de Al estão entre os últimos minerais na escala 
do intemperismo e, por isso mesmo, presentes nos solos 
mais antigos da crosta terrestre. 
 
ÓXIDOS Relevância do conhecimento da 
fração mineral do solo 
• Propriedades Física e Morfológicas do Solo 
• Irrigação e drenagem 
• Construções (rural e urbana) 
• Poluição ambiental (Interação) 
• Fertilidade e produtividade do solo 
• Manejo de solo 
• Gênese de solos (Fe2O3 = indicador de 
ambiente – alta liberação de Fe) 
• Classificação de solos e aptidão agrícola 
Agregado organo-mineral 
 PARTÍCULA DE ARGILA 
o N 
o 
C o 
M 
COOH 
H 
O 
o 
H H 
o 
CH R 
o C 
o 
M 
o 
o
 
H
 
H
 
o 
H H 
..... 
(Stevenson, 1994) 
Relação em condição climática de 
constituintes inorgânicos do solo 
Tropical úmida Caulinitas e gibsitas 
Ilitas 
Vermiculitas e illitas 
Vermiculitas e illitas 
Ilitas 
Temperada 
Frias 
Frias 
Temperada