Aula II - Cargas elétricas

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AGRONOMIA / CIÊNCIA DO SOLO / CCA UESPI
Química e Fertilidade
do solo
Cargas elétricas do solo
Por exemplo:
Solos com boas características físicas, mas com textura diferentes:
• Área 01: solo arenoso (80% de areia, 5% de silte e 15% de argila);
• Área 02: solo muito argiloso (70% de argila, 15% de silte e 15% de areia);
Pergunta 01:
• Um agricultor fez o mesmo investimento financeiro para produzir
milho nas duas áreas, adotando condições idênticas de manejo
da cultura (preparo do solo, plantio, quantidade de adubo
aplicado, irrigação e tratos culturais). Em qual solo tem-se
expectativa de maior produtividade para o mesmo custo de
produção, ou seja, maior retorno financeiro para o produtor
rural?
Pergunta 02:
• Considerando que foi disposto, de forma inadequada, uma carga
de metais pesados ou outro poluente nas duas áreas (poluição
ambiental), em qual solo se espera menor transporte destes
poluentes da superfície até o lençol freático, causando menor
contaminação às águas subterrâneas e superficiais (rios, lagos)?
Resposta 01:
• Na área 02 teremos maior produção agrícola e menor
contaminação da água em virtude da maior quantidade de cargas
elétricas. Estas cargas, em maior número as negativas, encontram-
se na superfície dos minerais da fração argila e da fração húmica
da MO.
Resposta 01:
• Ao conjunto das cargas negativas dá-se o nome de CTC
(capacidade de troca de cátions), e das cargas positivas CTA
(capacidade de troca de ânions).
• As cargas negativas e positivas destes constituintes do solo são
responsáveis pela retenção de nutrientes do adubo, essenciais ao
crescimento das plantas, e dos poluentes dispostos na superfície
do solo.
Resposta 02:
• Já no solo arenoso (área 01), nutrientes do adubo e dos
poluentes atingem rapidamente as águas subterrâneas, causando
maior poluição ambiental. Isto ocorre porque os minerais da
fração areia (quartzo, por exemplo) não apresentam cargas
superficiais. Se for feita uma adubação ou adição de metais
pesados em um monte de areia de construção, com as chuvas,
todo nutriente e poluente serão facilmente lavados.
Retenção (aDsorção) de nutrientes
• Se o solo for argiloso e apresentar alta CTC e CTA, grande parte
dos nutrientes colocados com o fertilizante serão aDsorvidos
(retidos), reduzindo muito suas concentrações na solução do
solo.
• Somente os nutrientes que restarem (que não forem aDsorvidos
pelas cargas) serão passíveis de serem lixiviados (lavados).
Retenção (aDsorção) de nutrientes
• Mesmo os nutrientes que ficaram aDsorvidos nas cargas elétricas
do solo, continuam disponíveis para serem aBsorvidos pelas
plantas, sendo fornecidos aos poucos pelo solo para nutrição das
plantas.
• Ocorre nesse caso um melhor aproveitamento do que foi
aplicado, o que não ocorre em solos arenosos, pobre em cargas
elétricas.
Retenção (adsorção) de nutrientes
• Em razão da diferença de cargas elétricas, os cátions serão
atraídos pelas cargas negativas (CTC) e os ânions pelas cargas
positivas (CTA).
• Depois de uma adição de fertilizante no solo, em contato com a
água o mesmo será dissolvido em uma parte positiva (cátion) e
uma parte negativa (ânion), que irá compor a solução do solo.
SOLUÇÃO DO SOLO
SOLO
Solução do solo
Solução do Solo
Relação	com	a	fase	sólida
Solução do Solo
Relação	com	a	fase	sólida
Componentes
Minerais do Solo
Areia
0,05 a 2 mm
Silte
0,02 a 0,05 mm
Argila
Menor que 0,02 mm
Solução do Solo
Relação	com	a	fase	sólida
Componentes Minerais do Solo
Solução do Solo
Relação	com	a	fase	sólida
Componentes Minerais do Solo
Componentes sólidos
Relação	com	a	fase	sólida
Colóides do solo
Colóides do solo
Comparação da área superficial total de um cubo de 2 cm de aresta e 
do cubo fragmentado em oito cubos menores de 1cm de aresta.
Colóides do solo
Colóides do solo
Propriedades dos colóides
Desenvolvimento de cargas elétricas
Colóides do solo
CARGAS ELÉTRICAS DO SOLO
Cargas elétricas do solo
1. Desenvolvimento de cargas elétricas
a) Cargas positivas
a) Cargas negativas
1. Permanentes – 2;1
(Substituição isomórfica)
2. Variáveis - pH do solo
Negativas
Positivas
Cargas elétricas do solo
Tipos	de	cargas
1. Substituição isomórfica ou iônica (mais adequado)
igual “tamanho”
Substituição de um íon por outro num cristal, conservando a
mesma estrutura, devido a semelhança dos raios iônicos dos
íons.
CARGAS NEGATIVAS
§ Características:
- Cargas permanentes
- Principal fonte para argilas 2:1
Cargas elétricas do solo
FILOSSILICATOS
A argilas silicatadas que apresentam duas unidades estruturais básicas
Tetraedo de silício e Octaedro de alumínio
Tetraedo de silício e Octaedro de alumínio
Cargas elétricas do solo
Cargas elétricas do solo
2. Dissociação de grupos OH expostos / protonação
Os grupos OH nas terminações tetraedais ou octaedrais, em faces
quebradas das unidades cristalográficas da argilas silicatadas, pode
se dissociar, gerando carga negativa
§ Características:
- Varia c/ pH
- Importante para argilominerais 1:1;
- Óxidos/hidróxidos de Fe e Al; colóides orgânicos.
Cargas elétricas do solo
Cargas elétricas do solo
CARACTERÍSTICAS DAS CARGAS ELÉTRICAS DO SOLO
CARGAS CONSTANTES
(Negativas)
§ Resultam de substituições iônicas de
Si por Al ou de Al por Mg ou Fe(II) na
grade cristalina
§ Ocorrem somente nos minerais de
argila de grade 2:1 e 2:1:1 na alofana
§ Não são influenciadas pelas
condições do meio como pH e
concentração da solução
§ Têm origem interna
§ São sempre negativas
CARGAS VARIÁVEIS
(Negativas e positivas)
§ Resultam de reações entre os íons
H+ e átomos de O existentes na
superfície da partícula
§ Ocorrem nos óxidos de Fe e Al, nos
minerais de argila e no húmus
§ São influenciadas pelas condições do
meio como pH e concentração da
solução
§ Têm origem externa
§ Podem ser negativas ou positivas
Cargas elétricas do solo
CARGAS POSITIVAS
As cargas positivas originam-se nos óxidos e hidróxidos de Fe e Al, 
significativamente em condições de solos ácidos.
Cargas elétricas do solo
Ponto de Carga Zero (PCZ)
Definição:
Valor de pH em que a superfície de determinado colóide (orgânico ou inorgânico)
tem carga nula.
Cargas elétricas do solo
PCZ DE ALGUNS CONSTITUINTES DOS SOLOS
0 2 4 6 8 10 (pH) Colóide PCZ
+ + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - Hematita /
Goethita 8,5
+ + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - Gibbsita 7,5
+ + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - Caulinita 3,5
+ + + - - - - - - - - - - - - - - - - - Húmus <2,0
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Esmectita /
Vermiculita <2,0
Cargas elétricas do solo
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Química e Fertilidade
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