Composicao_Do_Solo

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Composição do solo
e
Mineralogia
Composição do Solo
Fase sólida
Fase gasosaFase líquida
Composição do Solo
Fase gasosa
• Ou atmosfera do solo
• Diferente da atmosfera em:
– Composição:
• Mais CO2
• Menos O2
– Umidade
• Mais vapor de água
– Temperatura
• Depende da profunidade
Composição do Solo
Fase líquida
• Solução do solo:
– Concentração de solutos;
– Reações químicas
• Água do solo:
– Quantidade
– Estado
• Energia de retenção
– Disponibilidade para as plantas
– Movimento
Composição do Solo
Fase sólida
• Partículas de natureza diferente:
– Mineral
– Orgânica
• Partículas de tamanho diferente:
– Areia
– Silte
– Argila
• Partículas de origem diferente:
• Orgânica
• Mineral:
– Geogênica
– Pedogênica
Assunto principal desta aula:
fase sólida do solo,
principalmente a 
fração argila
Características possuem relação:
Natureza
Origem
Tamanho
Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
Frações do solo
Porque estes limites de tamanho 
e não outros?
Frações de tamanho
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)
Minerais
geogênicos
Primários
Areia Silte Argila
Porque acontece 
esta distribuição ???
Lembrar seqüência de Bowen
• Apresenta a seqüência de formação de 
minerais a partir do resfriamento e da 
composição do magma.
Seqüência de Bowen
Tipos de 
Rochas
Ígneas
Ultramáficas
Básicas
Basalto/Gabro
Andesítico
(Andesito e diorito)
Ácidas
Granito/ riolito
Seqüência de Goldich
• É aproximadamente o inverso da 
seqüência de Bowen;
• Mostra a susceptibilidade dos minerais à
decomposição pelo intemperismo, quando 
expostos na superfície da Terra...
• Existe alguma lógica nisto? Qual?
Aumenta 
A 
Estabilidade
Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
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Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
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Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
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Porque tamanho da partícula
é importante ??
Por causa da...
Área Superficial Específica
Quanto maior a ASE, maior a 
reatividade (capacidade de 
participar de reações químicas) 
do objeto ou partícula
ASE das Frações do solo
Classe de 
Tamanho
ComposiçãoMiner
alógica
Diâmetro
(mm)
A.S.E.
(m2g-1)
Areia Grossa Quartzo 2,0-0,2 0,01
Areia Fina Quartzo 0,2–0,05 0,1
Silte Minerais 1º 0,05-0,002 1
Argila Minerais 2º < 0,002 5-800*
ASE da fração argila
* Depende do tipo do 
argilomineral
1:1 → Caulinita 5 – 20 m2g-1
2:1 → Vermiculita 300-500
→ Montmorilonita 700-800
Porque tanta diferença
entre a fração argila
e as outras frações ??
Diminui tamanho da particula
A
S
E
Tabela da ASE
• A fração argila é a que possui, de longe, a 
maior ASE;
• Daí infere-se que esta fração controla o 
comportamento químico do solo:
– Retenção de nutrientes
– Acidez
– Retenção de poluentes
– Eficiência de biomoléculas (herbicidas, 
fungicidas,etc.)...
Então quem trabalha em 
sistemas naturais tem que 
entender como isto funciona !!!
Esta reatividade do solo pode 
ser resumida em uma 
propriedade:
CTC:
Capacidade de Troca de 
Cátions
CTC
• É uma propriedade considerada quase tão 
importante para os ecossistemas quanto a 
fotossíntese !
• Sem ela os ecossistemas terrestres 
provavelmente não existiriam.
• Todo profissional de ciências agrárias 
deve entender como ela funciona... O que 
evita muitos desastres !!
CTC
• Para entender a CTC, é preciso entender 
sua origem.
• A origem da CTC está na estrutura das 
partículas da fração argila do solo.
• A partir de agora vamos tentar entender 
estas estruturas.
O Que existe na fração argila dos 
solos?
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Minerais
geogênicos
Primários
Areia Silte Argila
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O Que existe na fração argila dos 
solos?
quartzo
Areia Silte Argila
Minerais primnários (geogênicos)
Óxidos de ferro e alumínio pedogênicos
Minerais silicatados pedogênicos
(secundários)
Composição do solo – Fase sólida
Solo
Areia Silte Argila
2 mm 0,05 mm 0,002 mm
Macro
Moléculas
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Fração argila do solo
• A partir das tabelas anteriores conclui-se:
– Existe muita variedade na composição da fração 
argila
– Na grande maioria dos solos minerais, os 
filossilicatos de aluminio dominam;
– Nos solos tropicais e subtropicais, além dos 
filossilicatos de alumínio, também são importantes os 
óxidos (Fe e Al).
– A matéria orgânica, apesar de sua menor 
quantidade (em massa), possui uma reatividade 
muito maior que a dos colóides minerais, e por isto é
bastante importante também.
Hoje será discutida a parte 
mineral. 
Em breve voltaremos à parte 
orgânica
SOLO
AREIA SILTE ARGILA
MINERAL ORGÂNICA
FILOSSILICATOS 
DE ALUMINIO
ÓXIDOS
MINERAIS 1:1
MINERAIS 2:1
ÓXIDOS DE FERRO
ÓXIDOS DE ALUMÍNIO
Filossilicatos de Alumínio
Filossilicatos de alumínio
• Reveja a aula de classificação de 
minerais;
• Uma unidade básica dos silicatos é o 
tetraedro de silício;
• No caso dos Filossilicatos, o octaedro de 
alumínio também é outra unidade básica 
Polimerização 
das unidades básicas
• Os tetraedros de Si se polimerizam
compartilhando oxigênios;
• Nos filossilicatos, são compartilhados os 
oxigênios da base;
• Isto forma uma 
LÂMINA TETRAEDRAL
Polimerização
das unidades básicas
• Os octaedros de alumínio também se 
polimerizam, formando as 
LÂMINAS OCTAEDRAIS.
Polimerização das unidades 
básicas
• Só existe um tipo de lâmina tetraedral, 
mas existem dois tipos de lâminas 
octaedrais:
– As dioctaedrais
– As trioctaedrais.
Laminas dioctaedrais
Lâminas trioctaedrais
Nos minerais pedogênicos, só
ocorrem lâminas 
DIOCTAEDRAIS
Os Filossilicatos 1:1
Filossilicatos 1:1
• As lâminas tetraedrais se ligam às lâminas 
octaedrais para formar os filossilicatos.
• Esta ligação também se dá pelo 
compartilhamento de oxigênios.
• Quando uma lâmina tetraedral se liga à
uma lâmina octaedral, temos um
• FILOSSILICATO 1:1.
• O principal filossilicato 1:1 no solo é a 
• CAULINITA
Atoms para caulinita
Os Filossilicatos 2:1
Filossilicatos 2:1
• Duas lâminas tetraedrais podem se ligar a uma 
lâmina octaedral;
• Esta ligação das lâminas também se dá por 
compartilhamento de oxigênios.
• Diferente dos filossilicatos 1:1, há vários grupos 
de filossilicatos 2:1 importantes no solo:
– Ilitas;
– Vermiculitas
– Esmectitas– Minerais 2:1 HE
Minerais 1:1 não podem se 
expandir
• Nos minerais 1:1, um plano de átomos de 
H fica “no meio” de dois planos de átomos 
de O, criando uma ligação mais forte que 
não permite que as camadas se afastem;
Minerais 2:1 podem se expandir
• Nos minerais 2:1, dois planos de átomos 
de O ficam “em contato”, o que causa 
repulsão e o mineral PODE (nem sempre 
é o caso) se expandir;
• Quando o mineral se expande, criam-se 2 
novas superfícies, o que aumenta muito a 
ASE dos minerais 2:1 expansíveis.
* Depende do tipo do 
argilomineral
1:1 → Caulinita 5 – 20 m2g-1
2:1 → Vermiculita 300-500
→ Montmorilonita 700-800
McFarlane et al, 2004
Porque alguns minerais 2:1 se 
expandem e outros não?
A superfície siloxana
• É a superfície formada pelos “anéis”
hexagonais da polimerização do 
tetraedros de silício.
superficie siloxana
A superfície siloxana
• As cavidades formadas pelos anéis são 
chamadas de CAVIDADES SILOXANA.
• As cavidades siloxana podem ou não ter 
carga elétrica;
• As cavidades siloxana tem o tamanho 
aproximado dos íons de K e de NH4.
A cavidade siloxana
• Se a cavidade siloxana estiver carregada, 
íons de K+ (principalmente) ficam “presos”
entre as cavidades de duas camadas, e 
elas não podem se expandir.
• Neste caso, o mineral 2:1 não se 
expande.
Diferenças entre os 2:1
• Os minerais 2:1 se dividem em função de:
– Capacidade de expandir;
– Quantidade de cargas elétricas (CTC)
Diferenças entre os 2:1
• Estas duas 
características estão 
relacionadas:
• Quando a carga é
muito alta, ocorre 
fixação de K e o 
mineral não expande, 
ou expande pouco...
Expansão
Carga
ILITAS
• São muito parecidas com as micas, porem 
possuem moléculas de água (são 
hidratadas) e ocorrem na fração argila;
• Possuem carga muito alta;
• Fixam K
• Não se expandem
Ilita
Vermiculitas
• Possuem carga menor que as ilitas;
• Podem fixar um pouco de K;
• Expandem, porem não tanto quanto as 
esmectitas;
Esmectitas 
• Possuem menos carga;
• São as mais expansíveis;
• Por isto possuem maior ASE;
2:1 HE
• São minerais 2:1 nos quais polímeros de 
AlOH (e ás vezes FeOH ) se depositaram 
nas entrecamadas;
• Esta deposição bloqueia a expansão e a 
CTC dos minerais 2:! Originais;
• São minerais típicos do solo;
• Ocorrem geralmente em pequenas 
quantidades;
Componente
Tipo de 
mine
ral
CTC
(cmol+kg-
1)
ASE 
(m2 g-1)
Espaça-
ment
o
(nm)
Expansi-
vida
de
Dependência da 
carga com 
o pH
Atividad
e
coloidal
Mica 2:1 20-40 70-120 1,0 Não Média Alta
Vermiculita 2:1 120-100 600-800 1,0-1,5 pequena Baixa Alta
Montmorilonit
a
2:1 80-120 600-800 Variável Sim Baixa Extrem. 
alta
Clorita 2:1:1 20-40 70-150 1,4 Não Elevada Média
Caulinita 1:1 1-10 10-20 0,72 Não Elevada Baixa
Resumo filossilicatos
Ate aqui aula 31/10
	Aviso
	Composição do solo�e�Mineralogia
	Composição do Solo
	Composição do Solo
	Composição do Solo
	Composição do Solo
	Assunto principal desta aula:�fase sólida do solo,�principalmente a ��fração argila
	Características possuem relação:
	Composição do solo – Fase sólida
	Frações do solo
	Frações de tamanho
	Porque acontece �esta distribuição ???
	Lembrar seqüência de Bowen
	Seqüência de Goldich
	Composição do solo – Fase sólida
	Composição do solo – Fase sólida
	Composição do solo – Fase sólida
	Composição do solo – Fase sólida
	Porque tamanho da partícula�é importante ??
	Por causa da...�� Área Superficial Específica
	Quanto maior a ASE, maior a reatividade (capacidade de participar de reações químicas) do objeto ou partícula
	ASE das Frações do solo
	ASE da fração argila
	Porque tanta diferença� entre a fração argila� e as outras frações ??
	Tabela da ASE
	Então quem trabalha em sistemas naturais tem que entender como isto funciona !!!
	Esta reatividade do solo pode ser resumida em uma propriedade:��CTC:�Capacidade de Troca de Cátions
	CTC
	CTC
	O Que existe na fração argila dos solos?
	O Que existe na fração argila dos solos?
	Composição do solo – Fase sólida
	Fração argila do solo
	Hoje será discutida a parte mineral. �Em breve voltaremos à parte orgânica
	Filossilicatos de Alumínio
	Filossilicatos de alumínio
	Atoms para IV eVI
	Polimerização �das unidades básicas
	ATOMS PARA LAMINA iv
	Polimerização� das unidades básicas
	Polimerização das unidades básicas
	Atoms para di-VI e tri-VI
	Laminas dioctaedrais
	Lâminas trioctaedrais
	Nos minerais pedogênicos, só ocorrem lâminas ���DIOCTAEDRAIS
	Os Filossilicatos 1:1
	Filossilicatos 1:1
	Atoms para caulinita
	Os Filossilicatos 2:1
	Filossilicatos 2:1
	Atoms para 2:1
	Minerais 1:1 não podem se expandir
	Minerais 2:1 podem se expandir
	Porque alguns minerais 2:1 se expandem e outros não?
	A superfície siloxana
	superficie siloxana
	A superfície siloxana
	A cavidade siloxana
	Diferenças entre os 2:1
	Diferenças entre os 2:1
	ILITAS
	Vermiculitas
	Esmectitas 
	2:1 HE
	Resumo filossilicatos
	Ate aqui aula 31/10