10. Sistema Coloidal

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO
ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL
ENGENHARIA CIVIL
Assunto: Sistema Coloidal do Solo
• Caracterização do estado coloidal 
– Sistema de duas fases: uma finamente subdividida (dispersa) disseminada num meio 
(dispersante). Ex.: fumaça, gelatina, ligas metálicas
– Solos: interesse em sistema sol (disperso sólido insolúvel e dispersante)
– Colóide: 
• estado da matéria
• não é tipo da matéria
• depende da granulometria (1µ - 0,001µ)
– Dispersão coloidal: solução é limite inferior e suspensão é limite superior
– Solução verdadeira:
• Partículas dispersas: moléculas ou íons
• Não são visíveis
• Atravessam ultrafiltros
• Não se sedimentam
– Suspensão:
• Sistema visivelmente polifásico
• Partículas dispersas: visíveis a olho nu
• Retidas por filtros comuns
• Passíveis de sedimentação pela ação da gravidade
– Solução coloidal ou sistema coloidal:
• Sistema aparentemente unifásico
• Polifásico se observado em ultramicroscópios
• Não se sedimenta pela ação da gravidade, mas em ultracentrífugas
• Características dos coloídes:
– Efeito Tyndall:
• Propriedade ótica
• Reflexão e dispersão da luz pelas partículas do disperso
– Movimento browniano:
• Propriedade cinética
• Choque de partículas dispersas pelas moléculas do meio dispersante: 
movimento em zig-zag
• Ausência de precipitação pela ação da gravidade
• Difusão em membranas permeáveis reduzida
• Aumenta com a diminuição do tamanho das partículas
– Eletroforese:
• Propriedade elétrica
• Migração de partículas em campos elétricos para um dado pólo (+/-)
• Existência de cargas elétricas superficiais
• Sistema solo:
– Parte mais reativa do sistema solo (sólido-líquido):
– Orgânico: húmus
– Inorgânico: variação mineral e tamanho (argila < 2 µ) 
– Dispersão/floculação do solo: 
• Controla dinâmica de água no perfil do solo
• Regidos por forças de atração e de repulsão
• Forças determinantes existentes na dupla camada
• Dupla camada: tipos de carga
– Carga permanente:
• Proveniente da substituição isomórfica
• Caulinita e mica
• Montmorilonita (lâmina octaédrica)
• Vermiculita (lâmina tetraédrica)
– Carga dependente do pH:
• Presença de H+: se liga a OH- da argila, dando origem a OH2, que cria 
uma nuvem positiva em torno da partícula, atraindo cargas negativas
• Presença de OH-: se liga ao OH- da argila, dando origem a água e 
deixando a superfície negativa pelo O- (atração de cargas positivas) 
• Exemplos: óxidos e hidróxidos de Al, Fe, Mn e Ti, bordas de caulinita
UNIVASF Disciplina: Geologia Aplicada a Solos
Aula: Sistema Coloidal do Solo Profª Carmem S. Miranda Masutti
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– Estrutura da dupla camada (interface solução – sólido):
– Carga balanceada por cátions da solução do solo
– Modelo de distribuição espacial – teoria da dupla camada difusa
– Forças eletrostáticas na dupla camada:
– Carga negativa: gera campo negativo, com aumento de cátions perto da superfície
– Entre camadas e em torno delas: há equilíbrio entre cátions e ânions
– Campos elétricos: regidos por forças de atração e de repulsão 
 Fa = K 1 q- q+ Fr = K C2 – C1
 ε d2 L 
 q- = carga do colóide C1 = conc. de cátions na solução
 q+= carga do cátion C2 = conc. de cátions perto da partícula
 ε = constante dielétrica L = distância entre C1 e C2
 d = distância entre q- e q+
– Constante dielétrica: a razão entre o trabalho necessário para separar cargas opostas a 
uma determinada distância no vácuo pelo trabalho necessário para separar as mesmas 
cargas quando imersas no meio
– Constantes dielétricas (à 25 ºC):
• Acetona: 20,7
• Etanol: 24,30
• Água: 78,54
• Ácido sulfúrico anidro: 101
– Floculação:
– Cátion ou eletrólito de carga alta: diminui camada externa, aumenta floculação
– Cátion com menor raio de hidratação: diminui camada externa, aumenta floculação
– Solvente com baixa constante dielétrica: álcool e acetona favorecem floculação
– Alta concentração de sais: gradiente gera a saída de água de entre as placas, 
aumentando a floculação 
• Processos associados à interface sólido-líquido:
• Troca iônica:
– Essencialmente catiônica (natureza negativa)
– Controla a disponibilidade de nutrientes às plantas
– Solos tropicais: dinâmica do P
• Expansão / contração:
– Diferença de pressão osmótica entre a solução e o espaço 
intercamada: determina penetração de água / expansão (diferentes 
espaços intercamada)
– Expansão: função da água de hidratação do cátion
– Feição pedológica: Vertissolos
• Laboratório:
• Textura: flocular ou dispersar?
• Mineralogia: flocular ou dispersar?
• Campo:
• Flocular: estrutura – movimentação de água
UNIVASF Disciplina: Geologia Aplicada a Solos
Aula: Sistema Coloidal do Solo Profª Carmem S. Miranda Masutti