Propriedades Químicas do Solo

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PROPRIEDADES QUÍMICAS DO
SOLO
Prof. Liliane Garcia
Colóides
COLÓIDE: Compreende as partículas do solo menores que 1 µm
que
são responsáveis pela atividade química do solo.
A fração coloidal do solo é bastante heterogênea, pois é constituída
de diferentes espécies de minerais e materiais orgânicos e, ainda, está
no solo em meio a partículas maiores, como silte e areia.
Superfície especifica; Cargas elétricas e Adsorção de íons
ü É a medida da área da superfície das partículas por unidade de
peso (m2 g-1).
ü A ASEde uma massa de partículas aumenta proporcionalmente
com a diminuição do diâmetro.
ü As partículas coloidais apresentam alta superfície especifica;
ü Quanto maior a ASE → maior será a reatividade das partículas do 
solo.
Varia em função do
tamanho e tipo de
minerais;
Aresta
(mm)
Número de
partículas
Superfície
específica (m2/g)
Fração do solo
correspondente
10
1
0,1
0,01
0,001
1
103
106
109
1012
0,0006
0,006
0,06
0,6
6,0
cascalho
areia grossa
areia fina 
silte 
argila
ü Em geral as partículas coloidais apresentam cargas elétricas 
quando colocadas em um meio líquido polar.
ü As cargas elétricas dos colóides podem ser negativas ou
positivas.
Origem das cargas NEGATIVAS dos colóides do solo
As cargas negativas existentes no solo podem ser classificadas em
cargas permanentes e cargas dependentes do pH.
§ pH < 5,0 (predomínio de cargas positivas – atraem ânions)
§ pH > 5,0 (predomínio de cargas negativas – atraem cátions)
Origem das cargas POSITIVAS dos colóides do solo
ü Normalmente ocorrem em menor quantidade que as cargas
negativas, mas prestam importante função, de vez que são
responsáveis pela adsorção de ânions (muitos dos quais são
nutrientes).
ü São sempre dependentes do pH, aumentando à medida em que
este diminui.
ü Origem: Superfície de óxidos de Fe e Al;
Lixiviação
As cargas elétricas do solo (argilominerais e matéria
orgânica) são fundamentais para a sustentação do
crescimento e desenvolvimento das plantas porque são elas
as responsáveis pela retenção dos nutrientes essenciais no
solo.
O solo funciona como um reservatório que estoca
nutrientes, liberando-os para a solução do solo em
pequenas quantidades, de onde as plantas podem absorvê-
los.
IMPORTÂNCIA DAS CARGAS ELETRICAS
+
+
+
Solução do solo
+
Colóide do solo
Na+
Mg2+
Ca2
+
K
+
4PO 3
-
PO43
-
Mg2+ Cl-
Na+ Ca2+
Cl-
ADSORÇÃO: Fenômeno químico de ligação ou atração entre a
carga de um colóide e um íon da solução do solo e que resulta na
sua retenção.
Dessorção
Adsorçã
o
Os fenômenos de adsorção e
dessorção são comumente
chamados de fenômenos de
troca (CTC e CTA)
- Capacidade de troca de Cátions (CTC) – Cargas negativas
- Capacidade de troca de Ânions (CTA) –Cargas positivas
ELETROSTÁTICAS X
COVALENTES
TIPOS DE ENERGIA DE LIGAÇÃO ENTRE
COLÓIDES E ÍONS
Fatores que afetam a energia de ligação entre os colóides e o íons
:
§ Valência – Exceto H
§ Raio de hidratação
§ Concentração do íon na solução - o aumento da concentração de
um íon na solução do solo provocará maior adsorção do mesmo,
deslocando os demais adsorvidos que estejam em menor
concentração
§ Seletividade do colóide
De maneira geral, temos a seguinte ordem:
CAPACIDADE DE TROCA DE CÁTIONS - CTC
Coloide
eletronegativo
Coloide
eletronegativo
K+
K+
Ca2+
Mg2+
K+
K+
Mg2+
Mg2+ K+
Mg2+
Al3+
Al3+
Al3+ Mg2+
K+ Mg2+
Ca2+Al3+
Mg2+
Ca2+
K+ Ca2+
K+
Equilíbrio químico: Coloide – solução do
solo
Coloide 
eletropositivo
Coloide 
eletropositivo
CAPACIDADE DE TROCA DE ÂNIOS - CTA
Equilíbrio químico: Coloide – solução do solo
3CO 2-Ca2+
K+ NO3-
K+ Al3+
K+
Cl-
HCO3-
4
SO42- Ca2+
PO 3-
+ NO3
SO4
2-
K+ Cl- +
+
-+
CO32-+
+
+
K+ +
+Cl-
+NO3
-
+CO32-
+
+SO42-
+
Fatores que afetam a CTC do solo:
1) Quantidade e tipo de minerais de argila (1:1 e 2:1);
2) Área superficial especifica (ASE)
3) Presença de óxidos e hidróxidos de Fe e Al
4) Teor de matéria orgânica;
5) pH (cargas dependentes de pH)
- O fenômeno de troca é REVERSÍVEL;
- O fenômeno de troca é uma relação ESTEQUIOMÉTRICA,
isto é, obedece à lei dos equivalentes químicos;
PRINCÍPIOS BÁSICOS QUE CARACTERIZAM A
CTC
Desafio 01: Quantos kg de Ca2+ um solo argiloso com CTC de
1,7 cmolckg-1 seriam adsorvidos considerando uma área de 01 hectare
e uma profundidade de 40 cm e uma densidade do solo de 1,23 g cm-
3? Massa atômica do cálcio: 40,08g
1 mol de Ca2+ 40,08 g
1 molc de
Ca
40,08/2= 20,04 g
1 mol de Ca 20,04 g
0,017 molc de Ca X
Peso de solo= 10000m2 x 0,4m = 4000 m3 x 1,23= 4920 t = 4920000
kg
X= 0,34 g
1 kg de solo 0,34 g
4920000 kg de solo X
X= 1672800 g = 1672,8 kg ou 1,67
t da Ca
ENTENDENDO A CTC DO SOLO e a unidade que a representa:
cmolc kg-1
REAÇÃO DO
SOLOIMPORTÂNCIA
• Disponibilidade de elementos essenciais às plantas
• Problemas de toxidez de Al e Mn;
• Baixos teores de cátions de caráter básico, como Ca e Mg;
• Desenvolvimento de microrganismos do solo;
• Necessidade de calagem
CONCEITO ÁCIDO-BASE
De acordo com a definição de Brönsted-Lowry (1923),
ÁCIDO
é uma espécie química que doa prótons
HA + H2O A- + H+ (H3O+)
Entende por BASE toda substância capaz de receber prótons da 
água dando origem ao íon hidroxila
B + H2O BH+ + OH-
Os solos apresentam uma reação ÁCIDA, NEUTRA OU ALCALINA
→ pH A fonte de acidez do solo deve-se a presença de “GRUPOS
ÁCIDOS” com diferentes capacidades de ceder prótons.
÷
ö
ç
è H + ø
1p H = logæ
Ø ACIDEZ: Capacidade de uma substância liberar H+ na solução 
do solo, sendo esta expresso em termos de pH
Onde: (H+) = atividade de íons H+ em mol L-1. Concentração muito 
baixa~atividade
Quanto MENOR o valor de pH, MAIOR a atividade de íons H+
e
maior é o caráter ácido da substância
Solos
tropicais
Lixiviação
de bases
Degradação
química do solo
Forte
Média
Fraca
Fraca
Moderada
Média
Forte
Muito forte
9,0
8,0
7,0
6,0
Alcalinidade
Acidez
Neutralidade
Valor do pH define a acidez ou alcalinidade do solo
5,0
4,0
Faixas de acidez e alcalinidade encontradas na maioria dos solos 
agrícolas.
Fonte: Lopes, 1989
TIPOS DE
ACIDEZ
1) ACIDEZ ATIVA
Medida da atividade dos íons H+ na solução do solo. É determinada
pela leitura de pH do solo.
÷
ö
ç
è H + ø
1p H = logæ
Considerando uma concentração de H+= 10-3 (0,001) mol L-1, qual 
seria o pH?
pH = 3,0
Considerando uma concentração de H+= 10-2 (0,01) mol L-1, qual 
seria o pH?
pH = 2,0
Determinação da acidez ativa
Ø O pH pode ser influenciado pelo manejo (irrigação, precipitação, 
adubações, calagem). Dependem da época de amostragem;
Ø Para determinar a acidez ativa são utilizados métodos 
potenciométricos com eletrodo específico;
Os métodos potenciométricos mais comuns são:
Ø água
Ø KCl 1 mol L-1
Ø CaC2 1 mol L-1
POTENCIÔMETROS DE
BANCADA
POTENCIÔMETROS PORTÁTEIS
Fitas indicadoras
aos colóides do solo (ions H+ não
2) ACIDEZ POTENCIAL
Ø São os íons adsorvidos 
dissociados)
ACIDEZ POTENCIAL = ACIDEZ TROCÁVEL + ACIDEZ
NÃO TROCÁVEL
1. ACIDEZ TROCÁVEL
Ø Mede a quantidade de Al3+ (principalmente) e H+ retidos pelas
cargas negativas dos argilominerais e da matéria orgânica;
Ø Esta acidez é determinada por extração, com solução de KCl 1
mol L-1 a pH em torno de 5,5, visto que para valores de pH maior
que 5,6 ocorre a precipitação do Al3+
Ø Esta acidez é representada por H + Al;
2.2 ACIDEZ NÃO TROCÁVEL
Ø Íons H+ ligados covalentemente que se dissociam de compostos
orgânicos, de grupos OH na superfície das argilas, e de alguns
polímeros de Alumínio e que não são facilmente deslocados para
a solução do solo
Acidez não trocável = acidez potencial - acidez trocável
Ø Acidez potencial: Extração com um sal tamponado a pH 7,0
Ø A capacidade tampão é "resistência que os solos apresentam a
mudanças de pH". O poder tampão, também pode ser definido
como sendo a quantidade de base necessária para elevar em uma
unidade o pH do solo.
Ø É maior nos solos mais argilosos e com maiores teores de matéria
orgânica.
PODER TAMPÃO
ORIGEM DA ACIDEZDO
SOLO1) Chuva ácida;
2) Material de origem;
3) Remoção de bases :a remoção de cátions de caráter básico do solo
pela lixiviação, erosão, e pelas culturas, resulta no aumento de formas
trocáveis de H+ e de Al3+ no complexo sortivo (CTC efetiva).
O Al3
+
na solução do solo sofre HIDRÓLISE,
gerando acidezcomplexo sortivo (CTC
efetiva).
Al3+ + 2 H2O 
Al(OH)2+ + 2 H2O
+
Al(OH)2 + 2 H2O
Al(OH)2++
+
Al(OH)2 +
Al(OH)0 +
H3O+ 
H3O+
H3O+
OBS importante: Em pH superior a 5,5, todo o Al3+ estará hidrolisado. 
Pode-se dizer que cada mol de Al3+ produzirá três moles H3O+
4) Grupos ácidos da Matéria orgânica do
solo As moléculas orgânicas apresentam radicais ácidos de
superfície como é o caso dos grupos carboxílicos e fenólicos.
Tais grupos dissociam-se liberando prótons (H+) na solução do solo
R – OH + H2O R – O- + H3O+
R – COOH + H2O R – COO- + H3O+
5) Argilominerais silicatados e não silicatados
Os grupos estruturais Si-OH e Al-OH expostos nas superfícies
dos minerais de argila silicatada, assim como os grupos Al-OH e Fe-
OH nos oxihidróxidos de Fe e Al contribuem para a geração de acidez
Si ] OH +
H2O
Al ] OH +
H O
Si ] O- +
H3O+
Si ] O- +
H O+
6) Decomposição da matéria orgânica
A decomposição da matéria orgânica gera acidez de diversas formas,
através de reações de nitrificação, oxidação e geração de CO2. A
mineralização de compostos orgânicos libera compostos de N e S
que, ao sofrerem oxidação, podem liberar prótons na solução do
solo, de acordo com as reações:
A oxidação biológica de compostos orgânicos produz CO2, o
qual reage com água para formar ácido carbônico, que se
dissocia e acidifica o solo.
7) Fertilizantes minerais
A maior alteração do pH do solo é promovida pelos fertilizantes
nitrogenados amoniacais, ou por aqueles que resultam na formação
de amônio no solo, como é o caso da uréia.
O NH4+ pode, também, deslocar o Al3+ adsorvido, gerando acidez no 
solo:
Argila] Al3+ + 3NH4+ ↔ Argila] (NH4+)3 + Al3+
Al3+ + 6H2O↔ Al(OH)3 + 3H3O+
8) Absorção de nutrientes pelas plantas
Principais formas de alcalinidade no solo
Ø Cátions metálicos como K, Ca, Mg e Na predominando no
complexo de troca podem influenciar diretamente na
concentração de íons H+ (OH-):
Solo = Ca2++ 2 H2O⇔ Solo = 2H++ Ca2++ 2OH-
Ø Quanto maior a participação de alcalinos e alcalinos-terrosos
(saturação de bases) no complexo de troca, maior será o pH do
solo.
Ø Uso excessivo de calcário
Influência do pH sobre a disponibilidade de
nutrientes
EFEITOS NOCIVOS DA ACIDEZ
A elevada acidez de grande parte dos SOLOS
TROPICAIS condiciona uma alta atividade do Al na
solução do solo, DEFICIÊNCIA de Ca, Mg e P.
Principais sintomas de toxicidade do Al3+ podem ser observados 
no sistema radicular:
- Raízes caracteristicamente curtas e grossas;
- Inibição do crescimento e coloração escura;
- Predisposição da planta injuriada a infecções por fungos;
- Inibição da divisão celular, com a conseqüente inibição do
alongamento celular
CORREÇÃO DA ACIDEZ DO SOLO
Ø Uso do CALCÁRIO
Consiste na aplicação no solo de materiais que neutralizam a
acidez, ou seja, uso de materiais de reação básica (OH-) e que tem
em comum Ca+ Mg = CALAGEM.
Fontes: CaCO3 (Calcário calcítico) MgCO3 (Calcário
Magnesiano), Ca,MgCO3 (Calcário dolomítico)
IMPORTANTE
A reação do calcário com o solo é relativamente lenta e depende,
basicamente, da disponibilidade de água. Por isso, recomenda-se que
sua aplicação no solo seja feita com alguma antecedência ao plantio,
de modo que, na época de estabelecimento das culturas, a acidez já
tenha sido, pelo menos, parcialmente corrigida.
VANTAGENS DA CALAGEM
ü Corrigir a acidez do solo, pela neutralização do H+.
ü Corrigir a toxidez do Al e de Mn
ü Fornecer Ca e Mg para as plantas,
ü Gerar cargas negativas no solo e, consequentemente, aumentar a 
retenção de cátions (maior CTCefetiva);
ü Aumenta a disponibilidade de P e Mo
ü Aumenta a atividade microbiana - maior decomposição da
Matéria Orgânica;
g) Propiciar condições para melhor crescimento dos sistema
radicular e aumentar a absorção de água e nutrientes;
ÉPOCA E MODO DE APLICAÇÃO DO CALCÁRIO
- Aplicado dois a três meses antes do plantio
- Distribuído uniformemente sobre a superfície do solo
- Incorporado com arado e grade
Aplicação superficial
§ Baixo custo
§ Não há revolvimento do solo;
§ Correção somente das camadas superficiais;
Incorporação
§ ↑ área de contato solo/calcário
§ Correção mais uniforme em profundidade;
§ ↑ custo com operações
§ Destruturação e ↑ risco de erosão
Muito obrigado pela atenção!!!