Lista 02 Composição fase mineral

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP 
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - EEL 
LOB1206 – SOLOS II - 2º SEMESTRE 2014 
Prof. MARCO ALCÂNTARA 1 
 
Alun@s: 
 
LISTA 02 – COMPOSIÇÃO FASE MINERAL SÓLIDA 
 
01 Por que solos das regiões tropicais têm composição mineralógica diferente de solos 
originados em condições temperadas? 
Porque as rochas, que são o material de origem dos solos e fonte primária dos nutrientes 
das plantas, são vulneráveis a processos físicos, químicos e biológicos (intemperismo), 
que resultam na alteração e desintegração dos minerais originalmente presentes, 
formando novos minerais e liberando íons. Nas regiões tropicais predominam 
temperaturas elevadas e alternância entre estações secas e úmidas, enquanto que as 
regiões temperadas são caracterizadas pelas quatro estações do ano bem demarcadas 
e temperaturas mais amenas. Dessa forma, devido aos diferentes processos aos quais 
as rochas são submetidas, encontramos solos com composições mineralógicas distintas. 
 
 
02 O que caracteriza um mineral primário? E um mineral secundário? Dê exemplos de 
cada. 
Minerais primários (ou litogênicos): são aqueles que permanecem no solo sem alteração 
estrutural, como se encontravam na rocha. São formados em altas temperaturas e em 
geral derivados de rochas ígneas ou metamórficas, mas também de sedimentares. Sua 
ocorrência pode fornecer informações como o grau de evolução e a reserva mineral do 
solo. Exs.: quartzo, feldspato e piroxênos, micas, anfibólios e olivinas em menores 
quantidades. 
 
Minerais secundários (ou pedogênicos): são originados da alteração dos minerais 
primários. Exs.: aluminossilicatos, óxidos, hidróxidos e oxihidróxitos. 
 
03 Em que frações do solo ocorrem, principalmente, os minerais primários? E os minerais 
secundários? 
Primários: frações granulométricas mais grosseiras do solo, >2mm 
Secundários: predominam na fração da argila do solo <0,002mm = 2micro metro 
 
04 Quais são os minerais secundários comuns em solos? 
Aluminossilicatos (caulinita, vermiculita, esmectitas), óxidos, hidróxidos e oxihidróxitos. 
 
05 Quais os principais minerais do grupo dos argilominerais (filossilicatos)? 
Caulinita, haloisita, micas, clorita, vermiculita, esmectitas, minerais 2:1HE, argilominerais 
interestratificados e aluminossilicatos mal-cristlizados. 
 
06 Descreva e desenhe esquematicamente um argilomineral do tipo 1:1 
As camadas do argilomineral 1:1 são compostas por uma lâmina tetraedral unida a uma 
lâmina octaedral. 
 
 
 
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07 Descreva e desenhe esquematicamente um argilomineral do tipo 2:1 
As camadas do argilomineral 2:1 são compostas por duas lâminas tetraedrais e uma 
lâmina odtaedral situada no meio destas. 
 
 
08 Quais as principais características da caulinita? Por que ela confere boas propriedades 
físicas nos solos onde ela ocorre? 
É um argilomineral do tipo 1:1 não-expansivo, a ligação entre as camadas são fortes e 
por isso, o espaço entre elas é muito reduzido para a penetração de água ou íons; as 
cargas positivas estão em equilíbrio com as negativas, resultando numa estrutura neutra. 
Pode ser formada a partir de diferentes minerais, em solos onde ocorra a remoção 
parcial de cátions básicos e de sílica, por isso é dominante na maioria dos solos de 
regiões tropicais e subtropicais. 
Por ser não-expansiva confere boas características físicas aos solos, como boa 
agregação, aeração e permeabilidade à água. 
 
09 Por que a caulinita apresenta baixa capacidade de troca de cátions? 
Porque as cargas negativas (pH maior) atraem cátions da solução do solo para manter o 
equilíbrio eletrostático do mineral. 
 
10 A mica é um argilomineral do tipo 2:1? Porque? Qual a sua importância para a nutrição 
das plantas? 
Sim, a mica é um argilomineral do tipo 2:1, pois suas camadas são compostas por duas 
lâminas tetraedrais que se unem a uma octaedral formando um sanduiche com a última 
no meio. A presença da mica no solo pode significar uma disponibilidade potencial de 
potássio para as plantas, com teores variando de 7 a 14 %. 
 
11 Qual as principais características estruturais das esmectitas? Porque elas não conferem 
boas características físicas aos solos onde ocorrem? 
As esmectitas apresentam uma grande área superficial específica, em torno de 800 m
2
g
-
1
, o que proporciona juntamente com a elevada CTC, uma grande capacidade de reter 
íons (Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, etc) e moléculas (herbicidas, compostos orgânicos, água) nas 
entrecamadas. Devido a sua elevada capacidade de expansão e contração, as 
esmectitas conferem uma elevada plasticidade e pegajosidade aos solos quando úmidos 
e, fendilhamentos e consistência dura a muito dura quando secos. Isso torna o manejo 
de solos esmectíticos em condições extremas de umidade e secamento muito difícil. 
 
12 Qual a diferença entre uma vermiculita e uma esmectita? 
A vermiculita apresentam um espaçamento basal que pode variar de 1 nm a 1,5nm, já a 
esmectita possui uma distância basal maior (entre 1 nm e 2 nm) e a capacidade de troca 
é de 50 a 160 cmolc kg
-1
 devido as substituições isomórficas serem predominantes na 
lâmina octaedral, onde o Mg
2+
 ocupa o lugar do Al
3+
. 
 
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13 Quais elementos, principalmente, podem formar óxidos, hidróxidos ou oxidróxidos em 
solos intemperizados? 
Os elementos principais que podem formar óxidos, hidróxidos ou oxidróxidos em solos 
intemperizados são Fe, Mn, Al e Ti. 
 
14 Em que fração do solo predominam os óxidos de ferro? 
Os óxidos de ferro estão presentes na maioria dos solos e são responsáveis pelas cores 
vermelhas, alaranjadas, amarelas e brunadas utilizadas para distinguir os solos e seus 
horizontes. As cores e sua distribuição nos solos também permitem identificar processos 
pedogênicos, pois o ferro existe na forma Fe
2+
 e Fe
3+
 e é, portanto, afetado pelas 
condições de oxidação-redução do pedoambiente. 
 
15 Que condições favorecem a formação e a cor que os seguintes óxidos de ferro conferem 
ao solo: a) hematita e b) goethita? 
a) A hematita está presente em maior proporção do que a goethita em solos de regiões 
mais quentes (Latossolo Vermelho, Nitossolo Vermelho). 
b) A goethita tende a ser o único óxido de ferro presente em solos de regiões mais frias e 
úmidas (Cambissolo Húmico, Cambissolo Hístico), com teores elevados de matéria 
orgânica e pH ácido. 
 
16 Cite dois óxidos de ferro que ocorrem em condições de má drenagem 
Ferrihidrita e Magnetita. 
 
17 Qual o óxido de alumínio encontrado com frequência em solos tropicais? 
O óxido de alumínio encontrado com frequência em regiões tropicais é a gibbsita. 
 
18 Descreva detalhadamente as substituições isomórficas que ocorrem na formação dos 
minerais. Qual a importância desse fenômeno para a fertilidade do solo e nutrição das 
plantas? 
Durante a formação dos minerais, ocorrem substituições nas estruturas de um ou mais 
íons por outros. A substituição de um íon por outro num cristal, conservando a mesma 
estrutura, é denominada de substituição isomórfica, devido a semelhança dos raios 
iônicos dos íons que substituem e que são substituídos. As substituições isomórficas 
ocorrem, com muita frequência, na formação dos silicatos, e geralmente outros cátions, 
com raios iônicos semelhantes ao do silício e ao do alumínio, podem substituí-los nas 
lâminas tetraedrais e octaedrais. No tetraedro de silício, assim como no octaedro de 
alumínio, as cargas dos íons Si
4+
 (tetravalente) e do Al
3+
 (trivalente) são compensadas 
pelas cargas negativas dos átomos de oxigênio que a elesse ligam. Assim, se na 
substituição isomórfica um íon de menor carga substituir um de maior carga, haverá 
desbalanceamento de cargas no mineral, havendo, nesse caso, um excesso de carga 
negativa, que se manifesta na superfície do mineral. As cargas negativas que se 
originam nos silicatos pela substituição isomórfica, durante a sua formação, são cargas 
permanentes, não sendo afetadas por mudanças do pH do solo, pois se originam na 
estrutura do mineral. A existência de cargas negativas nos argilominerais do solo permite 
reter e trocar cátions com a solução do solo, como Ca
2+
, Mg
2+
, K
+
, NH4
+
, entre outros, 
que são indispensáveis à nutrição das plantas. 
 
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19 Calcule a carga e a CTC do mineral cuja formula unitária é: 
Ca2 [Si8] [Al3Fe0,3Mg0,7] O20 (OH)4 
 
Ca2 [Si8] [Al3Fe0,3Mg0,7] O20 (OH)4 
 
Si8 = 8 x 28,1 = 224,80 
Al3 = 3 x 27,0 = 81,00 
Fe0,3 = 0,3 x55,8 = 16,74 
Mg0,7 = 0,7 x 24,3 = 17,01 
 Total = 339,55 gramas 
 
339,55 gramas ----------- 2 mol de carga 
1000,00 gramas ----------- X 
X = 5,89 mol de carga 
CTC = 589,0 cmolc kg
-1 
 
20 Supondo que um solo tenha uma CTC de 28,6 cmolc kg
-1
 e ele contém 10% do mineral 
vermiculita, que porcentagem deste solo é devida a esse mineral? 
CTC da vermiculita= 141 cmolcKg
-1
 
141x10 = 14,1 
14,1/28,6= 0,493 = 49,3% 
 
Lembrem-se sempre: “Tudo é uma questão de manter: a mente quieta, a espinha ereta e o 
coração tranquilo...” Bom trabalho. !! Marko.