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mineralogia do solo

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15/08/2017
1
Mineralogia dos solos 
Brasileiros
Curso: Agronomia
Professor: Tiago Lima Ferreira
CENTRO UNIVERSITÁRIO FILADÉLFIA
Objetivos da aula
1- Porque é tão importante sabermos mais sobre a fração argila?
2- Quais os minerais que predominam na fração argila?
3- O que condiciona a predominância de um determinado tipo de 
argilomineral em detrimento de outro?
4- Qual a composição dos principais tipos de argilominerais?
5- Como é a estrutura dos principais tipos de argilominerais?
6- O que são óxidos de Fe e Al?
7- Quais são as implicações da composição mineralógica e da presença 
de óxidos nas propriedades químicas e físicas do solo? 
Propriedades dos Minerais
• A maioria dos processos químicos e físicos que ocorrem nos solos é 
controlada pela reatividade da superfície dos argilominerais
• Esta reatividade é condicionada pela estrutura dos minerais, 
mediante sítios ativos na superfície das partículas que interagem com 
outras substâncias ou com os componentes da solução do solo
730 g kg-1 145 g kg-1 125 g kg-1
Bl
at
os
só
lic
o
No que consiste o estudo da mineralogia dos solos?
- Compreender especificamente a em relação a sua
organização estrutural, e influência na manifestação das
propriedades do solo.
FRAÇÃO ARGILA
Argilominerais Óxidos de Fe Óxidos de Al Outros silicatos
Fração argila
composição
Caulinita Goethita e 
Hematita
Gibbsita
Classificação dos filossilicatos
(em negrito, os argilominerais identificados em solos brasileiros)
Tipo de 
camada Entrecamada Subgrupo Espécies de minerais
1:1 Nenhuma ou só H2O
Caulim (D)
Serpentina (T)
Caulinita, Haloisita, crisotila, antigorita, 
lizardita
2:1
Nenhuma Talco (T)Pirofilita (D) Talco, pirofilita
Cátions não 
hidratados
Mica (T)
Mica (D)
Flogopita, biotita, lepidolita, muscovita, 
paragonita, ilita
Cátions trocáveis 
hidratados
Vermiculita (T)
Vermiculita (D)
Vermiculita (T)
Vermiculita (D)
Cátions trocáveis 
hidratados
Esmectita (T)
Esmectita (D)
Saponita, hectorita, sauconita, 
montomorilonita, beidelita, nontronita
Lâmina hidróxido Clorita (T)Clorita (D)
Clinoclora
Donbassita
2:1 
modulada H2O
Sepiolita (T)
Paligosquita (D) Sepiolita, Paligorsquita
Argilominerais
• Refere-se usualmente aos minerais filossilicatados (filo: lâmina ou 
folha)
• Filossilicato são silicatos, cuja composição básica é [Si2O5]2-, em que 
três dos oxigênios de cada tetraedro são compartilhados entre 
tetraedros adjacentes, formando lâminas planas
15/08/2017
2
Minerais 1:1
Unidade 
Cristalográfica
Al Al Al AlAl
Si Si Si Si Si Si
Arranjo estrutural Caulinita 
Pontes de H+
Mineral estável, portanto, não
permite a penetração de H2O
entre as camadas
Si
Al
Si
Al
Si
Al
Si
Al
H+ H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+ H+
1 lâmina formada por tetraedros de Si4+ + 1 lâmina formada 
por octaedros de Al3+
Unidade Estrutural: 
camada + entre-camada
Formação 
da 
Caulinita
Fórm. estrutural: Al2Si2O5(OH)4
Espaço entre-camadas é fixo
CARACTERÍSTICAS
Razão SiO2/Al2O3: 2,0 a 2,1
CTC: 2 – 15 cmolc dm-3
A predominância de cargas
permanentes ou dependentes
do pH na caulinita é assunto
controverso, pois, há uma
grande variação de PCZ’s
registrado pela literatura
Argilomineral mais abundante
nos solos brasileiros, origina-se
de diversos tipos de minerais,
desde que haja remoção parcial
de cátions básicos e sílica
Mineral 1:1
Não tem substituição isomórfica
Argilomineral dominante nos solos tropicais
Argila de Baixa Atividade
Não expansiva
Superfície Siloxana
2 lâminas formada por tetraedros de Si4+ + 1 lâmina formada por 
octaedros de Al3+
Unidade 
CristalográficaAl Al Al AlAl
Si Si Si Si Si Si
Si Si Si Si Si Si
Minerais 2:1
Espaço entre-camadas varia entre os diferentes tipos de 
argilominerais 2:1, afetando assim a densidade de cargas do 
mineral!
Representação esquemática Argilominerais 2:1
Al Al Al AlAl
Si Si Si Si Si Si
Si Si Si Si Si Si
Al Al Al AlAl
Si Si Si Si Si Si
Si Si Si Si Si Si
Entrecamadas
Unidade 
Estrutural
Origem das cargas elétricas em minerais 2:1 
Substituição isomórfica
Si4+
Al3+
Al3+
Mg2+ Fe2+
CARGA NEGATIVA!!
Al3+
CARGA POSITIVA!!
Mg2+ Fe2+
15/08/2017
3
Dividem-se em dois grupos:
1. Esmectitas: Montmorilonitas, beidelita e nontronita
2. Vermiculita
Minerais 2:1
Montmorilonita
- ASE: 600 – 800 m2/g
- CTC: 80 – 120 cmolc dm-3
- CTC não depende do pH
- Carga permanente
- Argila de atividade alta
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Octaédrica
Estrutura Montmorilonita
Importância Ambiental Esmectita
A tendência de expansão e contração das esmectitas requer 
especial consideração no uso agrícola, na engenharia 
ambiental e geotécnica
Contração avaliada pelo coeficiente de extensão linear (COLE):
Vertissolos esmectíticos: 0,07 a 0,20 cm/cm
Latossolos e Nitossolos cauliníticos: 0,02 a 0,04 cm/cm
- Expansão e contração: piso estradas, construções. 
Casa construída em solos com argila de atividade 
alta. Vertissolo. 
Minerais 2:1
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Octaédrica
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Tetraédrica
Lâmina Octaédrica
Estrutura Vermiculita
Vermiculita
- ASE: 600 – 800 m2/g; CTC: 80 – 160 cmolc dm-3
- CTC não depende do pH; Carga permanente
- Argila de atividade alta, menos expansiva que a
Montmorilonita por apresentar maior densidade de carga
Vermiculita
Maior substituição isomórfica na camada tetraedral
Expansível (íons K e cátions hidratados nas entre-
camadas)
CTC = 160 – 200 cmolc kg-1
Plasticidade e pegajosidade
15/08/2017
4
Minerais oxídicos
Principais:
Goethita (-FeOOH)
Hematita (-Fe2O3)
Magnetita (Fe3O4)
Lepidocrocita
Ferrihidrita
Hematita
Óxidos, hidróxidos e oxihidróxidos
Óxidos de ferro (Fe)
Aspectos importantes:
- ocorrência principal na fração argila
- característicos de solos bastante intemperizados
- determinantes da cor do solo
- cargas variáveis (+ ou -), dependentes de pH
- reações de retenção de P e metais 
- efeito na agregação do solo (cimentantes)
Principais:
Bayerita Bohemita Diáspora Gibbsita (Al(OH)3)
Óxidos de alumínio (Al)
- solos altamente intemperizados
- cargas variáveis (dependentes de pH)
gibbsita
GIBBSITA
Cargas dependentes do pH.
Fonte primária: ganhos e perdas do H+ dos grupos 
funcionais na superfície dos colóides.
Hidroxila [- OH ]
Carboxila [ -COOH ] matéria 
Fenólico [- C6H4OH ] orgânica
são os mais comuns
15/08/2017
5
As cargas desenvolvidas por esses grupos dependem do pH 
do solo sendo por isso denominadas cargas pH dependentes.
São importantíssimas nos solos das regiões tropicais onde 
predominam óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio e 
caulinita .
A matéria orgânica é também um importante constituinte 
do solo relacionado com presença de cargas dependentes do 
pH (Figura).
Efeito do pH na capacidade de troca de cátions (CTC) 
CTC cmolc/kg argila (média de 60 solos)
pH Matéria orgânica Mineral de argila Solo.
2,5 36 38 5,8
3,5 73 46 7,5
5,0 127 54 9,7
6,0 131 56 10,8 
7,0 163 60 12,3
8,0 213 64 14,8 
Algumas propriedades de componentes da fase sólida do solo 
(Adaptado de Bohn et al., 1979)
Componente Tipo de CTC Sup. Esp. At. Coloidal Carga pH dependente
mineral(1) (2) 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Caulinita 1:1 1-10 10-20 baixa expressiva
Montmorilonita 2:1 80-120 600-800 muito alta inexpressiva
Vermiculita 2:1 120-150 600-800 alta inexpressiva
Mica 2:1 20-40 70-120 média média
Mat. Orgânica 100-300 800-900 média expressiva
(1) cmolc/kg (2) m2/g
Argila de atividade alta (Ta) x Argila de atividade baixa (Tb)

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