Minerais de argila do solo

Apresentação em tema: "Minerais de argila do solo"— Transcrição da apresentação:

1 Minerais de argila do solo
EDAFOLOGIA Minerais de argila do solo

2 GENERALIDADES Partículas coloidais- argila e húmus Capacidade de retenção de cátions comportamento em relação ao manejo (aração e gradagem) infiltração e retenção de água porosidade, etc

3 Fração argilosa = argilas silicatadas e oxídicas
Termo ARGILA: partículas < 0,002mm classe textural fração do solo que contém: Silicatos hidratados de alumínio minerais de argila argilo-minerais Óxidos e hidróxidos de ferro, alumínio e titânio.

4 MINERAIS DE ARGILA Arranjamento regular e sistemático de átomos Formato predominante de mica (camadas/lâminas) Estrutura – duas unidades estruturais básicas TETRAEDROS (de silício) OCTAEDROS (de alumínio ou magnésio)

5 MINERAIS DE ARGILA PRIMEIRA UNIDADE ESTRUTURAL BÁSICA: TETRAEDROS DE SILÍCIO – (SiO4)4- Fórmula plana (a) e fórmula espacial (b)

6 NESOSSILICATOS SOROSSILICATOS CICLOSSILICATOS TIPOS DE ESTRUTURA POLIMERIZAÇÃO

7 FILOSSILICATOS TECTOSSILICATOS INOSSILICATOS

8 MINERAIS DE ARGILA SEGUNDA UNIDADE ESTRUTURAL BÁSICA: OCTAEDRO DE ALUMÍNIO/MAGNÉSIO – (Al(OH)6)3-

9 Os tetraedros e octaedros juntam-se dando os vários tipos de argila silicatada:
+ 1 = 1 ARGILA 1:1 OU = 2 + 1 ARGILA 2:1

10 MINERAIS DE ARGILA NÚMERO DE COORDENAÇÃO x VALÊNCIA “Número de átomos ou radicais capazes de se agruparem em torno de um átomo central”. “Número de aniônicos que podem se arranjar em torno de um determinado catiônico”. Si, Be e Li 4 Al 4 ou 6 Mg, Na, Ti e Fe 6 Ca 8 K 6 ou 12

11 CARACTERÍSTICAS FORMA Em placas – lâminas (microscopia eletrônica) SUPERFÍCIE ESPECÍFICA OU ÁREA DE EXPOSIÇÃO Grande superfície por massa de material (g m-2). Ex g de caulinita ou cerca de 14g de montmorilonita (1 campo de futebol – 1 ha) ADSORÇÃO IÔNICA (cátions e ânions) Capacidade de troca catiônica substituições isomórficas faces quebradas e imperfeitas dos cristais

12 FRAÇÃO ARGILA CARGAS NA NATUREZA: positiva e negativa Maioria dos solos – ELETRONEGATIVOS (-) > (+)

13 Adsorção de cátions: Ca2+ , Mg2+ , K+, H+, etc
Adsorção de cátions: Ca2+ , Mg2+ , K+, H+, etc. e afinidade pela água - grande superfície específica e a existência de cargas elétricas nesta superfície CTC = conjunto de cargas negativas SOMA DE BASES = Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ meq/100g de terra fina (cmolc/kg)

14 Origem das cargas negativas das argilas:
FACES/ARESTAS QUEBRADAS DISSOCIAÇÃO DAS HIDROXILAS Cargas dependentes de pH - minerais 1:1 (caulinita) Exposição de hidroxilas Quando pH se eleva: dissociação de H Fonte de cargas negativas ROH + H R+ + H2O (aumento de carga positiva) ROH + OH RO- + H2O (aumento de carga negativa) Hidroxilas dos compostos de FE e Al e octaedros

15 CARACTERÍSTICAS SUBSTITUIÇÕES ISOMÓRFICAS Em minerais 2:1 (montemorilonita, beidelita, ilita) Troca de Al+3 por Mg+2 ou Si+4 por Al+3 Não há alteração substancial da forma do mineral Cargas permanentes (sem efeito do pH do meio) CTC montemorilonita cerca de 10x > que a da caulinita

16 Área específica (AE) (m2 g-1)
Dados sobre componentes das frações argila, silte e areia dos solos (Resende et al., 1997) Mineral ou Partícula Estrutura Área específica (AE) (m2 g-1) CTC (cmol/kg) CAULINITA 1:1 10-20 3-15 HALOISITA 21-43 5-50 ILITA 2:1 70-120 10-40 CLORITA 79-150 VERMICULITA ESMECTITA 60-150 ALOFANA amorfa 70-300 25-70 SILTE <0,1 muito pequena AREIA FINA AREIA GROSSA Seta: atividade das argilas (CTC e AE) Óxidos de Fe e Al: atividade < caulinita – solos velhos

17 CLASSIFICAÇÃO – GRIM (1968)
I – ARGILAS AMORFAS (Grupo das alofanitas) II - ARGILAS CRISTALINAS A – DE DUAS CAMADAS (grade 1:1) 1- Equidimensionais (Grupo da caulinita) 2- Alongadas (Grupo da Haloisita) B- DE TRÊS CAMADAS (grade 2:1) 1- EXPANSIVAS EQUIDIMENSIONAL (Grupo da Montemorilonita. Montemorilonita, sarconita. Vermiculita) b) ALONGADAS (Grupo da Montemorilonita. Nontronita, saponita e hectorita) 2- NÃO EXPANSIVAS. Grupo da Ilita C- DE CAMADAS MISTAS. Grupo da Ilita D-DE ESTRUTURA EM CADEIA. Atapulgita, sepiolita, paligorsquita

18 OUTRA CLASSIFICAÇÃO (1963) – Conf. Internacional
GRADE 2:1 Grupo de PIROFILITA – talco Grupo da ESMETITA ou MONTEMORILONITA – saponita Grupo da VERMICULITA – Grupo da MICA Grupo das micas friáveis GRADE 2:1:1 Grupo da clorita GRADE 1:1 Grupo da caulinita - serpentina

19 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA CAULINITA – grade 1:1
Mineral formado por 2 folhas: Si + Al Espaçamento basal de 7,2 Å - não expansiva (água não penetra) Cristais com diâmetro: entre 0,2 a 2 m eletricamente neutras- não apresenta substituição isomórfica- cargas geradas- rompimento das arestas do cristal ou dissociação do H+ CTC: 3 a 15 e.mg/100g de material seco Abundância: solos com lixiviação de bases baixa concentração de cátions solos de clima quente e úmido solos com pH ácido Produto de intemperização de feldspato de Na, de K e de micas hidratadas

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21 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA
HALOISITA - grade 1:1 Forma desidratada (meta-haloisita) e hidratada com 4 moléculas de água (endelita) entre as folhas CTC endelita: entre 40 e 50 e.mg/100g de material seco CTC meta-haloisita: entre 5 e 15 Morfologia tubular (diferente da caulinita – placas) Processo irreversível quando desidratada (60-75oC)

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23 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA
GRUPO DA ESMETITA – grade 2:1 Forma: 2 lâminas de sílica e 1 de alumina entre elas Montmorilonita, beidelita, nontronita, saponita e hectorita Argila expansiva: montmorilonita e vermiculita Não expansiva: ilita Substituições isomórficas freqüentes Al por Mg, Fe e Zn ou outros com no coordenação 6) Si por Al – DIFERENTES ARGILAS CTC: montmorilonita de 80 a 150 e.mg/100g- substituições isomórficas e arestas quebradas Expansão reversível (solos com fendas) Tamanho: muito menores que caulinita

24 Ambiente de formação: Clima: a precipitação pluviométrica geralmente menor que a evapotranspiração Drenagem: solo mal drenado, com retenção de Ca, Mg, Na e K, e ainda ferro disponível pH: um meio básico que proporcione suficiente Mg2+ e Fe2+ com adição de Al3+ e Si4+ Drenagem fundamental na origem das argilas, sobre uma mesma rocha básica, se pode formar caolinita ou montmorilonita.

25 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA
VERMICULITA Estrutura: camadas de talco ou mica e água Substituição do Si por Al, ou de Mg por Fe água interlamelar- ligada aos cátions e água livre CTC: 100 e 150 e.mg/100g de material seco ILITA Íons de K entre lâminas Rigidez - Não expansiva CTC: 20 a 40 e.mg/100g de material seco

26 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA
CLORITA Estrutura: grade 2:2 ou 2:1:1 Intercalação de micas (talco) com brucita Substituições isomórficas ALOFANITA Material amorfo (tetraedros de Si e octaedros de Al), agregado hidratado e noduloso Associação com a haloisita Comum em solos vulcânicos Elevada CTC

27 PRINCIPAIS MINERAIS DE ARGILA
ÓXIDOS LIVRES DE FERRO E ALUMÍNIO Óxidos/hidróxidos de Fe, Al ou Ti Resistência à lavagem (latossolização) Oxissois: atributos físicos e químicos Exemplos: hematita, goetita, limonita, magnetita, todos os óxidos de Fe, gibsita, boemita, óxidos de Al.

28 Óxidos de Ferro

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44 IMPORTÂNCIA E RELAÇÕES COM O SOLO E PLANTAS
Determinação da CTC (fração mineral e orgânica): reserva de nutrientes plantas e microrganismos retenção de nutrientes, não lixiviável

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46 Área específica CTC