3 Atividade química do solo Zoo

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Atividade Química do Solo
Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas
Fração coloidal
Sistema radicular – Ambiente de absorção 
+ 
N S
+ 
S N
Pólos iguais (cargas)
se repelem
+ 
N S
+ 
N S
Pólos diferentes (cargas)
se atraem
Ca2+
Na+
Al3+Ca2+
Mg2+
K+
H+
NO3-
Cl-
NO3-
SO42-
Cátions são atraídos por partículas de argila e de matéria
orgânica do solo. Fonte: PPI, 1995.
Análise química de solos
Análise química de solos
Classificação das frações sólidas do solo
Frações Dimensões (mm)
Calhaus 20 a 2
Areia grossa 2 a 0,2
Areia fina 0,2 a 0,02
Silte 0,02 a 0,002
Argila < 0,002 ou < 2 micra
Classificação dos colóides
Tipo de colóides Composição
Minerais Argilas silicatadas e 
argilas sesquioxídicas
Orgânicos Húmus
Alguns dos principais cátions e ânions 
Elemento Símbolo Forma iônica 
Potássio K K+
Sódio Na Na+
Hidrogênio H H+
Cálcio Ca Ca 2+
Magnésio Mg Mg2+
Alumínio Al Al 3+
Forma iônica
Cloreto Cl-
Nitrato NO3-
Sulfato SO42-
Fosfato PO43-
No solo são mais comuns as formas HPO42- e H2PO4-
Interfase – Sistema Coloidal & Raízes
Capacidade de troca de cátions
Ca2+ 
Mg2+ 
K+ 
Na+ 
H+ 
OH- 
H+ 
Al3+ 
K+ 
H2PO4- 
H2PO4- 
H+ 
NO3- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
- 
- 
- 
- 
- 
+ 
+ 
- 
- 
- 
- Ca
2+ 
 
Ca2+ H+ Ca2+
H+ Al3+ Mg2+
H+ K+ Mg2+ OH-
Al3+ NO3- H+
K+ Mg2+ Ca2+
H2PO4- NO3- OH-
Dupla Camada Difusa
Solução do Solo
Complexo de Troca 
H+
Cátions
Âniôns
Absorção de íons
Colóides do solo CTC (cmolc dm-3)
Humus (ácidos húmicos) >150
Vermiculita 150
Esmectita 100
Ilita 30
Caolinita 10
Sesquióxidos 4
CAPACIDADE DE TROCA DE CÁTIONS
Expressão da CTC
CTC: centimolesc (10- 2 moles de carga) por dm3 = (cmolc/dm3) ou 
milimolesc (10-3 moles de carga) por dm3 = ( mmolc/dm3) 
Recordando: o que é 1 milimolc de um cátion? 
É igual a 1 miligrama (1 mg) de hidrogênio ou seu equivalente; 
ou, é igual ao peso atômico em g / valência / 100.
Logo: 1 centimolc de hidrogênio é igual a 10 miligramas (10 mg) de H+ ou 
seu equivalente; ou, peso atômico em g / valência / 100.
Resumindo:
reage
desloca 
cmolc de A cmolc de B 
troca
substitui
Quanto em cmolc de cálcio em relação ao hidrogênio, ou seja, qual a
quantidade de cálcio necessária para deslocar 10 mg de hidrogênio?
1 cmolc H+ = Peso atômico / valência / 100
= 1,008g / 1 / 100
= 0,01008 g ou 10,08 mg de H+
1 cmolc Ca2+ = Peso atômico / valência / 100
= 40,08 / 2 / 100
= 0,2004 g ou 200,4 mg de Ca2+
200 mg de Ca2+ deslocam 10 mg de H+ e 1 cmolc de Ca2+ equivale a 200 mg
Exemplo: Qual o centimol de carga do potássio, do alumínio e do
magnésio?
Potássio = 39,102 / 1 / 100 = 391,02 mg
Alumínio = 26,981 / 3 / 100 = 89,94 mg
Magnésio = 24,312 / 2 / 100 = 121,56 mg
Características do fenômeno de troca
a) O fenômeno é reversível
b) O fenômeno de troca é estequiométrico
c) O fenômeno de troca é instantâneo
Fatores que afetam a CTC
a) Espécie e quantidade de argila e matéria orgânica
b) Superfície específica
c) pH
Classes 
Características 
Muito Baixa Baixa Média Alta Muito Alta 
SB cmolc dm-3 ≤ 0,60 0,61 – 1,80 1,80 – 3,60 3,61 – 6,00 > 6,00 
Al 3+ cmolc dm-3 ≤ 0,20 0,21 – 0,50 0,51 – 1,00 1,01 – 2,00 > 2,00 
CTC efetiva cmolc dm-3 ≤ 0,80 0,81 – 2,30 2,31 – 4,60 4,61 – 8,00 > 8,00 
H + Al cmolc dm-3 ≤ 1,00 1,01 – 2,50 2,51 – 5,00 5,01 – 9,00 > 9,00 
CTC pH 7,0 cmolc dm-3 ≤1,60 1,61 – 4,30 4,31 – 8,60 8,61 – 15,00 >15,00 
V % ≤ 20 21 – 40 41 – 60 60 – 80 > 80 
m % ≤ 15 16 – 30 31 – 50 51 – 75 > 75 
 
Caracteristicas e classes relacionadas com a CTC de solos em MG
Alvarez V. et al (1999)
Capacidade Tampão 
Série preferencial de troca
H+ >>> Al3+ > Ca2+ > Mg2+ > K+ > Na+
Capacidade de troca de ânions
a) Não existe um mecanismo totalmente definido 
b) NO3- extremamente móvel
c) SO42- pode ser retido fracamente sob certas condições
d) Em valor baixo de pH, arestas quebradas de argila e 
óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de Fe e Al 
podem gerar cargas positivas 
CONCEITOS BÁSICOS DE ACIDEZ 
DO SOLO E CTC
Atividade da CTC do solo 
Distribuição de íons a partir da superfície de colóide eletronegativo, de acordo com o conceito de dupla camada 
difusa (DCD). Fonte: Mitchell, 1976.
Acidez trocável + Acidez não trocável = Acidez potencial
Componentes da acidez do solo (Fonte: Adaptado de Raij & Quaggio, 1984).
Acidez
trocável
Acidez
não
trocável
_ Ca
_ Al
_ COO_H
_ O_H
FeO_H
AlO_H
AlO_ H
Humus
Óxidos
CTC
Fase sólida
Argila
_ COO_Al
Al3+
Ca2+
H+
H+
Fase líquida
Acidez
ativa
Solo com pH 4,0 e 
25% de umidade
= 2,5 kg de CaCO3 puro
o o
O solo como reservatório de cátions. Fonte: Raij, 1981.
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
H
CTC a
pH 7,0
CTC
efetiva
pH 
atual
do 
solo Ca 
2+ Mg 2+ 
K+ Na +
Al 3+
SB
Concentração e Conteúdo de elementos 
na solução do solo 
Conteúdo de elementos na solução do solo 
Quantidade presente por ha?
0,2 m
100 m
100 m
Volume Total
1 ha= 100 x 100 x 0,2 = 2000m3
 2.000.000 dm3
Conteúdo de elementos na solução do solo 
P = 5,5 mg dm-3
P-total = 5,5 x 2.000.000
 11.000.000 mg  11 kg por ha
K = 155,0 mg dm-3
K-total = 155,0 x 2.000.000
 310.000.000 mg  310 kg por ha
Ca2+ = 6,0 cmolc dm-3
1 mol Ca2+ 40 g  2 molc
1 cmol Ca2+40 cg 2cmolc
1cmolc  20cg  200mg 
Ca2+ = 6,0 cmolc dm-3
1 cmolc Ca2+ 200 mg
6 cmolc Ca2+ ? mg .....  1200mg
Ca2+ = 1200 mg dm-3
Ca-total = 1200 x 2.000.000
 2.400.000.000  2,4 t de Ca2+
Conteúdo de elementos na solução do solo 
Mg2+ = 1,5 cmolc dm-3
1 mol Mg2+  24 g  2 molc
1 cmol Mg2+ 24 cg 2cmolc
1cmolc  12cg  120mg 
Mg2+ = 1,5 cmolc dm-3
1 cmolc Mg2+  120 mg
1,5 cmolc Mg2+  ? mg ....  180mg
Mg2+ = 180 mg dm-3
Mg-total = 180mg x 2.000.000dm3
 360.000.000  360 kg de Mg2+
M.O. = 3,0 dag kg-1 ou dm-3
1 Kg = 100 dag
Assim:
M.O. = 0,03 kg
M.O.-total = 0,03 x 2.000.000
 60.000 kg  60 t de M.O. por ha
Características da CTC do solo
Características da CTC do solo
Capacidade de Troca Aniônica - CTA
É definida como o poder do solo em reter ânions na 
fase sólida, numa fórmula trocável com outros 
ânions da solução.
Não é tão característica quanto a CTC.
Não são atendidas perfeitamente as condições de 
rapidez, reversibilidade e estequimetria.