Quimica do Solo

Prévia do material em texto

Lista 2 de Química do Solo Respondida para Prova Oral
Quais são os macronutrientes das plantas? E quais elementos são micronutrientes?
Macro: nitrogênio(N), fósforo(P), potássio(K),cálcio(Ca), Magnésio (Mg) e enxofre (S).
Micro: boro(B), ferro(Fe), zinco(Zn), manganês(Mn), cobre(Cu), molibdêni (Mo) e cloro (Cl).
De onde se originaram os minerais presentes no solo?
Os minerais que estão presentes nos solos podem ser herdados, ou originam-se a partir dos constituintes minerais das rochas mãe pela ação dos fatores de formação do solo ao longo do tempo (intemperismo).
Quem são e em que frações do solo ocorrem, principalmente, os minerais primários? E os minerais secundários?
Minerais primários: 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 e também de sedimentares. Exs.: quartzo, feldspato, e micas. Ocorrem nas frações granulométricas mais grosseiras do solo, >2mm
 Minerais secundários: são originados da alteração dos minerais primários. Exs.:aluminossilicatos, óxidos, hidróxidos e oxihidróxitos. Predominam na fração da argila do solo <0,002mm = 2micro metro.
Relacione dois minerais não silicatados com a influência dos mesmos no solo.
 A calcita que funciona como um corretivo de acidez do solo e a
Hematita que é um óxido de ferro que contribui para as cargas negativas no solo e também apresenta alto poder de pigmentação, conferindo a cor vermelha aos solos.
Quais as diferenças entre minerais cristalinos e materiais amorfos?
Minerais cristalinos apresentam disposição de seus átomos de forma ordenada já nos materiais amorfos os átomos não encontram ordenados, podem ser líquidos ou gasosos, já que não possuem estrutura atômica definida.
A montmorilonita e a vermivulita são também chamadas de argilas expansivas. Explique quais as principais características destes minerais em termos de química e física do solo(3).
Vermiculita:
Argilomineral do tipo 2:1 
Apresenta maior substituição isomórfica na camada tetraedral (Al³+ substitui o Si4+), originando um excesso de cargas negativas que vão se manifestar na superfície interna do mineral;
Nas entre camadas, é expansível; 
Devido à expansão, a superfície interna das entre camadas fica exposta, o que aumenta significativamente a área superficial especifica e a CTC desse mineral.
A capacidade de expansão e de contração da vermiculita confere aos solos características de plasticidade e de pegajosidade.
A Montmorillonita é efetiva como um adsorvente de metais pesados, possui 80 % dos cátions trocáveis nas galerias e 20 % nas superfícies laterais.
Qual a composição das principais fases dosolo?
Sólida: minerais e matéria orgânica, líquida (solução do solo) e gasosa (ar).
Qual a diferença entre a matéria orgânica do solo (MOS) e o húmus?
MOS: são todos os elementos vivos e não vivos do solo que contêm compostos de carbono. Os elementos vivos, cerca de 3%, da MOS são raízes de plantas, minhocas, formigas, cupins, ácaros, bactérias e fungos. Os outros 97% são de elementos não-vivos como restos de plantas em diferentes estágios de decomposição e Húmus.
 O Húmus é uma parte dos elementos não-vivos da MOS em estado de decomposição avançado. 
Cite 3 exemplos da importância da MOS?
Importância da MOS: 
Físicas: efeito cimentante, manutenção dos agregados do solo, mantém a porosidade do solo (arejamento – mantém O2 no solo para os microorganismos). Aumenta a estabilidade em relação a erosão eólica e hídrica. Coloração do solo. Baixa pegajosidade e plasticidade do solo facilitam o manejo do mesmo. 
Biológicas: Fonte de C, energia e nutrientes. Microorganismos contribuem para o aeramento. 
Químicas: Aumento da CTC, aumento do poder tampão do solo (devido a liberação de íons H+), fonte de nutrientes (adsorção de nutrientes, micela coloidal orgânica, Cu2+ , Mn2+, Zn2+), complexação de metais 
O que é a mineralização nosolo?
Mineralização: Processo de destruição dos resíduos orgânicos transformado-os em compostos minerais mais simples que podem ser solúveis ou gases. MO (R-NH2) é convertido a NH4+. MOS é convertida em CO2.
O que é o processo de decomposição no solo? Qual a sua importância?
Decomposição do solo: é o processo de separar em partes os constituintes de um certo material, seja ele orgânico ou mineral; que leva a desorganização estrutural. Disponibilizar energia e nutrientes no solo. Arejamento e não compactação do solo
Qual a importância dos ácidos húmicos no solo?
Os ácidos húmicos no solo: compostos elementos (cátions) ficam retidos nos diversos espaços da estrutura destas macromoléculas. Elas podem aprisionar compostos tóxicos para as plantas, Ex.: Al3+ , metais pesados. Também aumentam o poder de tamponamento do solo (resistência a modificação do pH). Grande capacidade de retenção de água no solo. Aumentam a CTC.
Cite pelo menos 3 diferenças entre os ácidos húmicos e os fúlvicos?
Ácidos húmicos: Elevado peso molecular (300.000), cor negra ou parda, solúveis em soluções alcalinas, grande capacidade de retenção de água, máxima CTC, estrutura estável, elevado teor de C, baixo teor de O.
Ácidos fúlvicos: menor pelo molecular (500 - 5000), cor amarela e café, solúveis em meios alcalinos e ácidos, menor CTC, alta capacidade complexante de P e outros microelementos, menor teor de C, maior teor de O.
Qual a relação entre MOS e a CTC? Qual o motivo de tal relação?
A CTC aumenta com o teor de MO no solo porque as cargas negativas geradas na superfície da MOS pela dissociação dos grupos funcionais de superfície são balanceados por cátions que se encontram na solução do solo. Desta forma um íon que se encontra retido na MOS pode ser trocado estequiometricamente por outro. Assim, diversos cátions q são essenciais à nutrição das plantas, podem estar prontamente disponíveis devido à facilidade com q são liberados para a solução do solo a medida que são absorvidos. Da mesma forma, elementos que são adicionados pelos adubos, não são perdidos com a água das chuvas, pois permanecem adsorvidos na superfície das partículas orgânicas e minerais
Cite 2 propriedades físicas, químicas e microbiológicas da MOS.
Físicas: efeito cimentante, cor e pagajosidade. 
Químicas: poder tampão (resistência do solo à mudança de pH.), formação de complexos, fonte de nutrientes C/N. 
Microbiol: ação sobre a erosão, ação sobre o movimento de ar e água, ação sobre a biota, ciclagem de nutrientes, formação/destruição de agregados, formação de vazios.
Explique o que você entende por estoque da MOS.
Resulta da combinação de processos relacionados com a adição e com a perda de material orgânico. Onde A representa a adição anual de Carbono e C a taxa anual de mineralização da MOS. dC/dt=K1 A - K2 C
Quais os fatores que determinam o estoque de MOS?
Textura: solos argilosos tem maior área superficial específica e quantidade de cargas, portanto tendem a reter a MOS por mais tempo. Mineralogia: óxidos de Fe e Al de baixo graus de cristalinidade tendem a formar interações organominerais mais estáveis que os óxidos de alta cristalinidade
Explique qual a importância da solução dos solos.
A solução do solo corresponde ao conteúdo de água retido nos microporos (contra a força da gravidade), que contém elementos minerais e orgânicos dissolvidos que possuem potencial de serem absorvidos pelas plantas, adsorvidos, lixiviados, volatizados etc. Seu conhecimento é importante para a especiação das espécies iônicas bem como para o conhecimento da fertilidade do solo e processos químicos que nele ocorrem, como hidrólise, processos de oxi-redução e complexação.
Na CTC a preferência de troca dos cátions ocorre da seguinte forma: Al3+>Ca2+>Mg2+>K+. Explique o porquê destatendência?
Primeiro devido a valência eletrônica, depois pelo raio iônico
Cite três mecanismos que governam as concentrações dos elementos químicos na solução dosolo.
1)Absorção de nutrientes pelas plantas e microbiota.
 2) Exsudacão e excreção de solutose substâncias pelas raízes e microrganismos, além da morte e decomposição de organismos, o q libera solutos.
 3) Precipitação derivada da supersaturação e nucleação na solução do solo,
O que é adsortivo e como o pH do solo interfere no mesmo?
Adsortivo são aqueles elementos que estão compondo a solução do solo e que possuem potencial para serem absorvidos ou adsorvidos. O pH interfere nas formas dos adsortivos no solo bem como em sua disponibilidade.
Qual o comportamento das moléculas orgânicas na solução dosolo?
As moléculas orgânicas na solução do solo tem importante função nas reações de troca catiônica atuando como fornecedoras de cargas negativas e formando complexos mais ou menos estáveis com as frações minerais, bem como com outras substâncias orgânicas. Estão também sofrendo ação dos agentes de decomposição sendo que a velocidade de decomposição é em razão do seu peso molecular. Substâncias de baixo peso molecular são mais facilmente (e rapidamente) degradadas que substâncias de alto peso molecular.
Explique como ocorrem os processos de hidrólise, complexação e oxi-reduçãono solo.
Hidrólise está relacionado à dissolução de uma molécula (normalmente inorgânica) em meio líquido;
Oxi-redução está relacionado à perda de elétrons por um elemento e ao ganho de elétrons por outro elemento;
Complexação está relacionada à adsorção (temporária – esfera externa; ou não – esfera interna) do elemento pela fase sólida (inorgânica ou orgânica) do solo.
A complexação a nível molecular também pode ser chamada de adsorção específica.Explique.
Considera-se que uma determinada espécie química (iônica ou molecular), em solução, está adsorvida a uma superfície quando a sua concentração na interface supera a concentração dessa espécie na solução. A adsorção de um determinado reagente a uma superfície mineral implica na redução da sua concentração na solução aquosa
Sobre a CTC do solo responda: a) Quais suas características? b) Que fatores a influenciam? c) Como ela pode ser determinada? d) Como podemos elevar a CTC deum solo?
Características: rápida, reversível e estequiométrica 
Fatores que a influenciam: Superfície específica; pH da solução, Adsorção específica e Teor de matéria orgânica. 
Como pode ser determinada: em uma solução a pH 7,0 onde todos os cátions são deslocados para a solução. 
Como podemos elevar a CTC de um solo: fornecendo matéria orgânica e calagem
3
Quais as principais diferenças entre a Quimiossorção de cátions e ânions?Porque é importante compreender essas reações nosolo?
Quimiossorção de cátions - ocorre a dessorção de íons H+; existe alta especificidade entre o cátion e o grupo funcional, há uma tendência à irreversibilidade e a superfície da partícula torna-se mais positiva. Quimiossorção de ânions - materiais como átomos e moléculas se ligam a superfícies sólidas, as ligações químicas normalmente são covalentes e ocorrem entre moléculas (ou átomos) unindo-se à superfície do adsorvente; há uma efetiva troca de elétrons entre o sólido e a molécula adsorvida, ocorre a formação de uma única camada sobre a superfície sólida e são irreversíveis. 
É importante compreender essas reações no solo para entender a dinâmica dos nutrientes no solo, quais formas possuem tendências a serem adsorvidas em esfera interna ou externa, como o pH interfere nessas formas bem como na Quimiossorção e como isso refletirá na fertilidade do solo.
Como o balanço líquido de cargas no solo interfere na disponibilidade de cátions e ânions? Explique.
O balanço líquido de cargas no solo ou Ponto de Carga Zero é o valor de pH em que a adsorção de íons determinantes de potencial (H+ e OH-) é igual. Ele interfere na disponibilidade de cátions e ânions porque em solos onde o pH é inferior ao PCZ haverá predomínio de cargas positivas no solo o que favorece a adsorção específica de ânions (CTA), o contrário ocorre em solos onde o pH é superior ao PCZ havendo predomínio de cargas negativas e favorecimento da troca de cátions (CTC). Na região tropical normalmente o pH do solo é inferior ao PCZ o que reflete diretamente na disponibilidade de fósforo para as culturas e na CTC desses solos (muito baixa quando comparada a regiões de clima temperado onde há predomínio de cargas negativas no solo favorecendo a CTC).
Explique como o pH pode afetar a CTC do solo.
A redução do pH do solo afeta as cargas negativas e consequentemente a CTC. Quanto maior o pH, maior a CTC.
Cite e descreva pelo menos 3 efeitos diretos e/ou indiretos da acidez no solo
Desfavorecimento do crescimento microbiano, toxicidez por Al3+, aprisionamento de P pelo Al3+ e Fe 3+, assimilação de nutrientes,
O que é acidez ativa e potencial?
Acidez ativa refere-se a concentração de íons H+ na solução do solo e consequente acidificação do mesmo. Ocorre na fase líquida do solo. 
Acidez potencial corresponde às substâncias ou aos compostos que liberam íons H+ para a solução do solo, causando uma acidificação do meio. Elas incluem o Al3+ trocável adsorvido às cargas negativas das argilas e os grupos funcionais –COOH e OH da MO
Explique qual a origem dos solos ácidos Brasileiros?
O processo de acidificação dos solos em ambientes tropicais, como o BR, inicia com a solubilização da rocha (ação das chuvas q tem pH ácido) com posterior perda de cátions associada a retenção preferencial de cátions de maior valência, como o Al, nos sítios de troca da argila e da matéria orgânica. A água da chuva, rica em H2CO3 ao entrar em contato com as rochas faz com que as rochas absorvam o íon H+ e liberem cátions e ânions q servirão como nutrientes p os microorganismos. Alguns compostos são muito solúveis em água e são mais facilmente percolados, Ca, Zn, K. Enquanto que o Al e o Fe são menos solúveis e vão se concentrando no solo. Além disto, estes últimos, devido ao seu forte poder ligante (3 valências) se ligam facilmente às substâncias húmicas formando complexos, permanecendo assim no solo. Importante lembrar que no BR os solos são antigos, o q significa que são bastante intemperizados, portanto os processos descritos acima ocorreram durante muitos anos.
Explique qual a relação entre acidez do solo e Al3+? Quais os problemas associados ao excesso de Al3+ no solo?
Quanto mais ácido, mais Al3+ no solo. 
Por reações de hidrólise, os íons presentes na solução do solo liberam íons H+, que baixam o pH do solo. O Al em solução aquosa, via reações de hidrólise, precipita sob a forma de Al(OH)3, produzindo em cada etapa íons H+. Assim, ao passo que o Al vai sendo solubilizado das rochas libera íons H+ que favorece a dissolução de mais rocha. 
Problemas de crescimento da planta em geral. Ruptura da membrana plasmática vegetal, crescimento de raízes insuficiente. Efeito de imobilização do P.
O que é o processo de nitrificação dosolo?
Nitrificação: conversão de NH3 ou NH4+ a nitrato.
Explique o que é o efeito de imobilização do P no solo pelo Al3+ ouFe3+?
Efeito de imobilização do P pelo Al3+ e/ou Fe3+: O óxido de Al (solúvel) reage com o H3PO4 (solúvel) e dá origem a um composto insolúvel, o qual aprisiona o P, ficando assim indisponível para as plantas.
O que é calagem e quais os seus benefícios (pelo menos3)?
Calagem: consiste na adição de calcário ao solo (CaCO3 e MgO) a fim de aumentar o pH do solo. 
Benefícios: fornecimento de Ca2+ e Mg2+ para o solo;
melhor desenvolvimento microbiano (devido ao pH mais próximo da neutralidade); aumenta a CTC do solo;
aumenta a eficiência dos fertilizantes;
aumenta a produtividade de culturas.
Explique como os metais pesados podem ser inativados ou imobilizados no solo.
O efeito pronunciado da adsorção de metais pelos óxidos, na forma de complexos de esfera-interna, é e grande relevância para a mobilidade de elementos-traço potencialmente tóxicos no solo, reduzindo, assim, sua percolação no perfil do solo e evitando a poluição das águas subterrâneas.
Qual a diferença entre complexos de esfera interna e externa?
O complexo de esfera externa é quando há interposição de pelo menos uma molécula de água entreo grupo funcional e o íon.
O complexo de esfera interna forma-se quando nenhuma molécula de água se interpõe entre o grupo funcional, que em ligação de curta distancia entre o íon e a partícula.
Os complexos de esfera interna ocasionam os efeitos da chamada adsorção específica, esses complexos são pares iônicos que tem ligação de curta distância entre o íon e a partícula, sem interposição de moléculas de água, 
já os complexos de esfera externa  seus efeitos são descritos pelo termo adsorção não específica onde seus complexos são pares iônicos que têm pelo menos uma esfera de hidratação entre o íon e a partícula
O que é um sistema agroflorestal e quais os seus benefícios sob o ponto de vista de química dosolo?
Os sistemas agroflorestais (SAFs) são consórcios de culturas agrícolas com espécies arbóreas que podem ser utilizados para restaurar florestas e recuperar áreas degradadas. A tecnologia ameniza limitações do terreno, minimiza riscos de degradação inerentes à atividade agrícola e otimiza a produtividade a ser obtida. 
Na fase inicial de recuperação, deve ser feito o plantio de árvores de rápido crescimento, para acelerar a disponibilidade de biomassa, o que irá promover a ciclagem de nutrientes e permitir o plantio de espécies mais exigentes. Há melhoria na estrutura e na atividade da fauna do solo e maior disponibilidade de nutrientes. É alcançado um equilíbrio biológico que promove o controle de pragas e doenças. Na mesma área, é possível estabelecer consórcios entre espécies de importância econômica, frutíferas e hortaliças. Podem ser introduzidas espécies de leguminosas para uso como adubo verde, as quais são roçadas, e espécies de leguminosas arbóreas, que, com a mesma finalidade, são podadas, visando à deposição de material orgânico sobre o solo. Além de contribuir para a conservação do meio ambiente, os benefícios dos sistemas agroflorestais despertam o interesse dos agricultores, pois, como estão aliados à produção de alimentos, permitem oferecer produtos agrícolas e florestais, incrementando a geração de renda das comunidades agrícolas.
RESUMO: É uma forma de possuir sem devastar, pois alimenta o solo sem usar adubos ou agrotóxicos, ou seja, alimenta o solo com práticas de podas pra manter a cobertura do solo. Respeita a sucessão ecológica natural de cada espécie e produz alimentos mais saudáveis.
Explique o que é para que serve o coeficiente de sorção(Kd).
Utiliza-se o termo coeficiente de sorção para denominar a relação entre concentrações de herbicida em solução e aquelas sorvidas ao solo. O coeficiente de sorção, Kd, pode ser estimado pela relação: 
Kd é o coeficiente de sorção (L Kg-¹);
Cs é a concentração de herbicida sorvida ao solo; 
Cw é a concentração de herbicida que mermanece na solução (mmol L-¹).
	
É aceito que o equilíbrio da reação é atingido após 24 h de agitação, independente da natureza da molécula do pesticida.
OBS: Se o Kd der um resultado muito grande, tem muito pesticida no solo. Se der um resultado muito pequeno, tem pouco pesticida no solo, o que significa que há muito herbicida na água (solução), ou seja, maior mobilidade às plantas e aos microrganismos.
O que é o tempo de meia vida (t1/2) de um composto no solo?
A persistência é normalmente medida pela meia-vida () do composto, a qual pode ser definida como o período de tempo necessário para que 50% da concentração inicial presente no solo desapareça. A persistência de um pesticida no solo depende de fatores relacionados com as propriedades químicas e físicas do solo, além da atividade da população de microrganismos, do ambiente edáfico e de práticas culturais.
OBS: Devido ações do ambiente, a quantidade de pesticidas no solo vai diminuindo dia após dia, ou seja, vai degradando.
 = 20 – 0,5 X
Qua a definição de metal pesado?
Considere dois solos, um rico em minerais de argila e outro em goetita. O que você esperaria em termos de predomínio de cargas em pH 4,5?