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4. ADSORO E TROCA DE IES NO SOLO

4.1. NOES GERAIS

Entende-se por adsoro, em sentido lato, a acumulao de matria na interface desenvolvida entre uma fase slida e uma fase lquida constituda por uma soluo aquosa. A matria assim acumulada designa-se adsorvido; um io ou uma molcula em soluo que potencialmente pode ser adsorvido diz-se adsorvvel; a fase slida em cuja superfcie se d a acumulao conhece-se como adsorvente ou de forma mais genrica, quando a sua composio de natureza heterognea, como complexo adsorvente (com frequncia, tambm designado complexo de troca).

A adsoro uma propriedade caracterstica do solo, consideravelmente importante pela influncia que exerce na sua fertilidade, estrutura e actividade biolgica. O complexo adsorvente do solo compreende tipicamente os componentes no estado coloidal que se encontram no solo, isto , o conjunto da argila e do hmus.

A adsoro que se manifesta nas superfcies das partculas coloidais do solo diz respeito a ies, e pode envolver os mecanismos inerentes aos trs tipos estruturais seguintes: complexos com esfera interior, complexos com esfera exterior e ies-difusos. Os mecanismos de adsoro correspondentes aos ies-difusos e aos complexos com esfera exterior implicam quase exclusivamente ligao electrosttica; os mecanismos referentes aos complexos com

esfera interior compreendem, provavelmente, ligao inica alm da covalente. Em virtude da ligao do tipo covalente depender, de forma significativa, da

configurao electrnica tanto do grupo funcional da superfcie do adsorvente como do io complexado, usual considerar a adsoro que envolve complexos com esfera interior como sendo uma adsoro especfica (frequentemente, tambm designada adsoro qumica). Por seu turno, a adsoro envolvendo a associao de ies-difusos e a formao de complexos com esfera exterior corresponde a adsoro no-especfica.

O que classicamente se considera como adsoro de ies no solo diz respeito acumulao de ies na interface fase slida do solo/fase lquida do solo (isto , colides do solo/soluo do solo) tipicamente devido a atraco electrosttica, sendo esta determinada pelas cargas negativas e cargas positivas desenvolvidas nas partculas coloidais do solo. Assim definida, a adsoro de ies no solo compreende apenas a adsoro no-especfica, a qual , de longe, a dominante nos solos.

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A troca de ies no solo (troca inica ou permuta de ies) consiste no processo reversvel pelo qual ies adsorvidos pela fase slida do solo so, sem alterao ou decomposio desta, trocados ou permutados por quantidades equivalentes de outros ies que se encontram em soluo noutra fase lquida que se adiciona ao solo ou que pertencem a outra fase slida (por exemplo, zona absorvente das razes das plantas) que posta em contacto com os colides do solo; neste ltimo caso, o processo diz-se troca por contacto.

Em relao aos conceitos de adsoro de ies e de troca inica no solo, h pois o consenso de que eles, numa perspectiva comum, apenas dizem respeito aos ies facilmente permutveis, isto , aos ies adsorvidos completamente hidratados. Os conceitos, correntemente, no se aplicam portanto aos ies adsorvidos especificamente, como o caso, por exemplo, do K+ que preenche nas ilites as cavidades ditrigonais formadas pelas superfcies opostas de siloxana e do H2PO4- adsorvido por superfcies de "xidos" de ferro.

Mg2+

ENTRADAS ATMOSFRICAS

CO2

H+ + HCO3-

(Ca2+, Mg2+,...) HCO3-, CO3=, NO3-,...

H+ + NO3-

RCOOH

Minerais primrios Minerais

secundrios

K+

Ca2+

-

-

--

--

H+

Complexo adsorventeMinerais secundrios Substncias hmicas

Figura 1 Representao esquemtica do papel do complexo adsorvente do solo na reteno e lixiviao de caties

A carga elctrica desenvolvida pelos colides do solo pode ser negativa e/ou positiva. bvio que em correspondncia com as cargas negativas o solo manifesta adsoro e troca de caties, designando-se vulgarmente os caties adsorvidos por caties de troca ou caties permutveis. Na Figura 1 est esquematizado o papel do complexo adsorvente na reteno de

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caties do solo e, naturalmente, no ciclo biolgico de nutrientes e na disponibilidade dos mesmos para as plantas. Do mesmo modo, em correspondncia com as cargas positivas, o solo manifesta adsoro e troca de anies, sendo os anies respectivos, evidentemente, anies de troca ou anies permutveis.

4.2. ADSORO E TROCA DE CATIES NO SOLO

4.2.1. Caractersticas da camada dupla

Consideram-se caties de troca unicamente os caties adsorvidos no solo por via dos mecanismos de ies-difusos e de complexos com esfera exterior. Deste modo, os caties de troca distribuem-se em relao partcula coloidal, carregada negativamente, envolvendo-a at maior ou menor distncia da respectiva superfcie, segundo uma estrutura que se designa por dupla camada elctrica. O modelo geral frequentemente considerado para a estrutura da camada dupla difusa o modelo de Stern (Figura 2). Os caties adsorvidos equilibram a carga negativa da partcula coloidal e, de acordo com este modelo, distribuem-se por uma camada compacta ou camada fortemente aderente (em que os caties se localizam a uma distncia monoinica da superfcie da partcula, em concentrao relativamente elevada) e por uma camada difusa (na qual os caties de troca se distribuem de forma difusa, diminuindo gradualmente a sua concentrao com o aumento da distncia superfcie da partcula, at se igualar a concentrao de caties prpria da soluo do solo). Os anies so repelidos pela carga negativa da partcula coloidal; todavia podem localizar-se alguns na camada difusa, os quais vo rareando no sentido da soluo para a superfcie carregada negativamente.

Tendo presente que carga da superfcie da partcula coloidal corresponde um determinado potencial elctrico, a sua variao com a distncia superfcie da partcula coloidal, devido existncia dos caties de troca, segue a curva representada na Figura. 2: h de incio um abaixamento brusco do potencial (determinado pelos caties da camada compacta) e depois, ao longo da camada difusa, um abaixamento gradual e cada vez mais lento at atingir o valor zero na soluo do solo.

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t

1111 2222

Distncia da superfcie, x

Caties permutveis Ies solveis

c

Figura 2 Esquema da distribuio dos caties de troca e da variao do potencial na camada dupla, segundo o modelo de Stern. 1 - camada compacta ou fortemente adsorvente; 2 - camada difusa; t potencial total; c potencial na camada compacta; - potencial zeta ou potencial electrocintico (adaptado de Sparks, 1995)

Pela importncia que tem nos fenmenos de disperso e de floculao, vem a propsito lembrar nesta altura o potencial zeta ou potencial electrocintico (correntemente expresso por potencial zeta). O potencial zeta, muito simplesmente o potencial desenvolvido entre a soluo e a camada compacta. H um valor crtico de potencial zeta, acima do qual as partculas coloidais se repelem mutuamente e, assim, fazem com que os colides do solo se mantenham dispersos (h portanto disperso, isto , as partculas encontram-se sempre individualizadas e em suspenso); abaixo desse valor crtico de potencial , as partculas coloidais, ao aproximarem-se, deixam de se repelir entre si e associam-se e floculam, isto , as partculas passam a estar associadas e pelo seu peso - aco da gravidade - depositam-se no fundo do recipiente em que se encontram. A estrutura da camada dupla em suas particularidades e, consequentemente, o valor do potencial , dependem do tipo de colide (sobretudo da carga electronegativa respectiva), da natureza dos caties adsorvidos (essencialmente da sua valncia e do seu grau de hidratao) e da concentrao dos electrlitos (ies) em soluo.

Os caties de troca de elevada valncia e pouco hidratados (Al++ e Ca++ por exemplo) e outros (quando alta concentrao de electrlitos em soluo) encontram-se sobretudo na camada compacta. Nestas condies diz-se que se d a "represso" da camada difusa e,

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evidentemente, o potencial , mnimo (est abaixo do valor crtico); como tal, os sistemas encontram-se floculados (h portanto floculao). Pelo contrrio, os caties de troca de reduzida valncia e muito hidratados (Na+, por exemplo) distribuem-se em grande parte pela camada difusa (principalmente quando baixa a concentrao de electrlitos em soluo). Nestas condies diz-se que se d a "expanso" da camada difusa e, obviamente, o potencial mximo (est acima do valor crtico); como tal, os sistemas encontram-se dispersos.

4.2.2. CATIES E BASES DE TROCA

Consideram-se normalmente como caties de troca os caties Ca++, Mg++, K+, Na+, e H+ e/ou Al++, j que constituem praticamente a totalidade dos caties adsorvidos que se encontra na generalidade dos solos (Figura 3).

Por bases de troca entende-se o conjunto dos caties Ca++, Mg++, K+ e Na+, pois trata-se de caties que tm no solo um comportamento bsico. As bases de troca so, por conseguinte, os caties dominantes nos solos de reaco alcalina e neutra.

Ca++ Mg++ K+ Na+ H+ Al+++

Bases de Troca

Caties de Troca

Caties de Troca

Partcula coloidal do

solo

Caties solveis(soluo do solo)

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Figura 3 Esquema representativo de uma partcula coloidal do solo, carregada negativamente, em que se assinala o equilbrio dinmico entre os caties de troca e caties solveis.

O H+ e o Al+++ so responsveis no solo por acidicidade em vez de alcalinidade e predominam nos solos de reaco cida. O H+ , de facto, o prprio factor de acidez; por seu turno o Al+++, que em meio aquoso se encontra sob a forma de Al(H2O)6+++, tem tambm um comportamento de cido, como se sabe:

Al(OH)6+++ + H2O Al(OH)(H2O)5++ + H3O+

Al(OH)(H2O)5++ + H2O Al(OH)2(H2O)4+ + H3O+

Al(OH)2(H2O)4++ + H2O Al(OH)3. 3H2O + H3O+

Existe permanentemente no solo entre os caties de troca e os respectivos caties da soluo do solo um equilbrio (Figura 3), o qual no esttico mas sim de natureza dinmica. Devido agitao trmica dos caties adsorvidos e dos electrlitos livres, h portanto uma permuta contnua entre caties de troca e os da soluo do solo, mantendo-se constante o nmero de caties que passa mutuamente de uma a outra posio por unidade de tempo.

Deste modo, e considerando tambm a natureza difusa da camada dupla, tem-se que a separao entre caties de troca e caties em soluo um tanto arbitrria. Todavia, evidncias qumicas e biolgicas comprovam indiscutivelmente a existncia das duas distintas formas, as quais, segundo essas perspectivas, manifestam diferenas bastante ntidas de comportamento. Na situao de equilbrio, a proporo relativa dos caties em soluo igual dos caties adsorvidos.

Alm das formas em soluo (solveis) e de troca (permutveis), qualquer espcie catinica em geral encontra-se tambm integrada em estruturas dos constituintes da fase slida do solo (formas estruturais) e certas delas podem ainda existir numa situao intermdia entre estas duas ltimas formas (Figura 1). Para a sua nutrio as plantas retiram do solo com facilidade as formas solveis e permutveis, embora a absoro das primeiras se mostre relativamente mais fcil; ambas se consideram por isso numa condio designada "assimilvel" para as plantas, ao contrrio das restantes que se dizem "no-assimilveis" (s

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se tornam disponveis como nutrientes decorrido prazo maior ou menor, aps alterao das respectivas estruturas).

Das trs formas essenciais geralmente distinguidas, estrutural, permutvel e solvel, esta ltima representa, na maior parte dos solos, uma proporo mnima do total. Alm disso a forma permutvel constitui tambm pequena proporo do total, embora em solos normais seja bastante mais elevada do que a anterior. A grande quantidade de qualquer elemento encontra-se, em geral, sob a forma estrutural, sobretudo fazendo parte da estrutura dos minerais primrios e dos componentes da matria orgnica do solo.

4.2.3. REACO DE TROCA CATINICA

Por reaco de troca catinica, entende-se o processo reversvel pelo qual caties so permutados entre a fase slida do solo e, em geral, una soluo que a ele se adicione. Se a fase slida do solo entrar em contacto estreito com outra fase slida contendo caties adsorvidos (por exemplo, razes de plantas ou outras partculas coloidais de solo), haver do mesmo modo uma reaco de troca catinica; neste caso, dir-se- que se trata de troca catinica por contacto.

Considerando a fase slida do solo com o catio adsorvido H+ e sendo K+o catio de uma soluo de KCl que se lhe adiciona, a reaco de troca catinica que se processa pode representar-se por:

Para uma reaco de troca catinica envolvendo um catio bivalente (Ca++, por exemplo) da fase slida e a mesma soluo de KCI, a reaco escrever-se-:

A soluo cede pois caties ao solo e ganha uma quantidade equivalente de caties do solo.

O conceito de reaco de troca catinica respeita, exclusivamente, s reaces que impliquem um deslocamento do equilbrio dinmico entre os caties de troca e os da soluo do solo, o que alm de se verificar com a adio de caties estranhos (como o caso da juno ao solo de uma soluo salina ou de outra fase slida) sucede tambm com certa frequncia no solo em condies naturais, seja devido diluio da prpria soluo do solo

H+ + KCl K+ + HCl

Ca++ + 2KCl 2K+ + CaCl2Ca++ + 2KCl 2K+ + CaCl2

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(quando se rega ou chove) seja devido sua concentrao (quando se d a secagem do solo por evapotranspirao).

Caractersticas das reaces de troca

Reversibilidade Como se observa atravs das reaces anteriores, trata-se de uma reaco reversvel.

Para quantidades fixas de colides e de soluo salina, a reaco nunca completa. Assim, nos exemplos atrs considerados, quando a reaco atinge a situao de equilbrio, nem todo

o potssio da soluo salina ter passado para as partculas coloidais, nem todos os caties de troca (no caso, o H+ e o Ca++) tero sido deslocados para a soluo. A substituio dos caties de troca s ser total, de um ponto de vista prtico, se retirar a fase lquida depois de terminada a reaco e se adicionar nova soluo salina, repetindo vrias vezes a operao.

Equivalncia Correspondendo a adsoro catinica neutralizao das cargas negativas do material

coloidal do solo, na saturao deste sucessivamente com diferentes caties ser de esperar que as quantidades adsorvidas de uns e outros sejam quimicamente equivalentes. Na realidade verifica-se, normalmente, que a reaco de troca catinica equivalente (como se representou nos respectivos exemplos).

Velocidade A velocidade da reaco de troca catinica geralmente grande, bastando apenas

alguns minutos para seja atingido o equilbrio. A troca catinica uma reaco de superfcie, dando-se logo que os caties da soluo atinjam a superfcie do material coloidal. Todavia se a troca envolver superfcies de difcil acessibilidade, como pode ser o caso das superfcies internas de certos minerais de argila e o das superfcies, do interior de agregados com

porosidade muito fina, ento a reaco pode-se caracterizar de forma excepcional por relativa lentido.

Poder de substituio dos caties

O poder de substituio dos caties difere nas reaces de troca catinica do solo, aumentando com a sua energia de adsoro pelos respectivos colides. O poder de

substituio dos caties (e bem assim a sua energia de adsoro) depende fundamentalmente da valncia e, para caties da mesma valncia, do raio inico (ou do grau de hidratao).

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Os caties manifestam tanto maior poder de substituio quanto maior for a sua

valncia:

M+++> M++> M+.

Para os caties alcalinos, o poder de substituio diminui pela ordem: Cs+> Rb+> K+> Na+> Li+;

para os alcalinos-terrosos, pela ordem: Ba++> Sr++> Ca ++> Mg++.

Em qualquer das sries a ordem corresponde a raio inico decrescente (ou grau de hidratao crescente), donde a concluso que para caties de igual valncia os menos hidratados so os mais difceis de permutar (por mais fortemente adsorvidos) e os que apresentam maior poder de substituio.

No que respeita aos caties de troca do solo, pela conjugao do efeito de valncia e do grau de hidratao, tem sido encontrada a seguinte ordem quanto energia de adsoro

pelos respectivos colides: Al+++ > Ca++ > Mg++ > H+ > K+ > Na+.

O poder de substituio dos caties tambm bastante influenciado pela

concentrao da soluo salina usada, pelo tipo de colide envolvido na reaco e pela natureza dos outros caties de troca presentes.

Uma reaco de troca catinica depende de facto da concentrao da soluo usada. Mantendo-se constante o peso de solo e o volume de soluo, a quantidade de catio

deslocado aumenta com a concentrao da soluo. Alis o efeito de concentrao sobrepe-se mesmo aos efeitos da valncia e do grau de hidratao dos caties, e, assim, possvel

com uma soluo suficientemente concentrada de catio monovalente substituir no complexo adsorvente os caties de troca adsorvidos mais fortemente do que o catio da soluo, sejam caties bivalentes sejam, inclusive, trivalentes.

O tipo de colide influi de forma acentuada na adsoro relativa dos caties bivalentes e monovalentes. Tem-se verificado em sistemas de diversos minerais de argila equilibrados, por exemplo, com solues de clcio e de potssio da mesma concentrao que

no complexo de troca a razo Ca++/K+ diminui acentuadamente segunda a ordem montmorilonite > ilite > caulinite. Quer dizer, um colide adsorver relativamente mais Ca++ do que K+ quanto mais elevada for a sua capacidade de troca catinica. Generalizando, pode afirmar-se que, em semelhantes condies de humidade, as esmectites (montmorilonite),

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tendo alta capacidade de troca catinica, adsorvero mais Ca++ e Mg++ e menos K+ e N+ do

que os minerais caulnicos (com capacidade de troca muito mais baixa). Como evidente, a nutrio das plantas h-de ser mais ou menos influenciada por semelhante particularidade.

Em relao, natureza dos caties de troca presentes, verifica-se numa reaco de troca catinica, quando h uma substituio incompleta de caties, que as propores

relativas com que os diversos caties de troca so libertados para a soluo podem ser algo diferentes das propores existentes entre os diversos caties de facto adsorvidos pelo

complexo de troca. O comportamento dos caties individuais, caracterizado a este respeito pelo chamado efeito do io complementar, que diz que a proporo de um catio de troca libertado numa reaco de troca catinica incompleta aumenta com o aumento da energia de adsoro dos caties de troca complementares. Atendendo ordem da energia de adsoro

das diferentes bases de troca no solo, pode dizer-se que o K+ libertado mais facilmente do complexo adsorvente se estiver acompanhado por alta proporo de Ca++ do que por alta

proporo de Na+; o Mg++ ser libertado mais facilmente se for acompanhado por alta proporo de Ca++ do que de K+; e assim sucessivamente. Este princpio, como lgico,

mantm-se no que se refere absoro de caties de troca do solo pelas plantas.

4.3. CARACTERIZAO DO COMPLEXO DE TROCA CATINICA DO SOLO

O complexo de troca catinica do solo pode ser caracterizado atravs dos respectivos caties de troca individuais e dos parmetros capacidade de troca catinica (CTC), soma das bases de troca (SB) e grau de saturao em bases (GSB). Os caties de troca que normalmente existem no solo, como se viu, so Ca++, Mg++, K+, Na+, H+ e Al+++. possvel quantific-los individualmente, exprimindo-se os valores em geral em centimoles de carga por quilograma (cmolc kg-1). ()

O valor de CTC o quantitativo mximo de caties que o solo pode reter sob forma permutvel. Corresponde quantidade total de um catio adsorvido a determinado pH e

representa a totalidade de posies de troca existentes nos colides do solo nessas condies. Exprime-se assim, do mesmo modo, em centimoles de carga por quilograma.

Equivale unidade miliequivalentes por 100 gramas (me/l00g), anteriormente adoptada para quantificar os

parmetros respeitantes adsoro e troca inica do solo e, alis, ainda hoje usada com bastante frequncia.

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A SB corresponde ao quantitativo de bases de troca existentes no solo, isto , a soma os caties de troca Ca++, Mg++, K+ e Na+. Tal como os parmetros anteriores, exprime-se em centimoles de carga por quilograma (cmolc kg-1).

O GSB define-se como a percentagem da capacidade de troca catinica (CTC) satisfeita por bases de troca. Exprime-se portanto em percentagem e corresponde ento

razo:

100 x )kg (cmolc CTC)kg (cmolc trocade Bases

1-

-1

Os valores CTC, SB e GSB, por conseguinte, esto relacionados entre si pela expresso:

100 x CTCSBGSB =

4.3.1 Determinaes analticas

Os caties adsorvidos, como se viu, neutralizam as cargas elctricas negativas desenvolvidas pelos colides do solo, pelo que o valor da capacidade de troca catinica corresponde medida dessa carga electronegativa. Ora, como se sabe, no complexo adsorvente do solo existem dois tipos de cargas negativas:

a) Cargas permanentes, associadas aos minerais de argila e devidas s substituies isomrficas;

b) Cargas variveis, dependentes do pH, as quais resultam da desprotonizao e protonizao de certos grupos funcionais das substncias hmicas, das alofanas, dos "xidos" de ferro e de alumnio e, embora em grau relativamente menor, tambm dos rebordos dos cristais de minerais de argila.

Assim, para um dado solo podem ser obtidos diferentes valores de CTC, consoante o pH a que for feita a determinao. A determinao da CTC exige, assim, condies de anlise padronizadas e muito precisas, devidamente definidas, para que os resultados sejam comparveis. A CTC de um solo, ao fim e ao cabo, acaba por ser a quantidade de um catio ("catio - ndice") necessria para neutralizar a carga electronegativa de uma quantidade unitria de solo em determinadas condies operacionais, nomeadamente de pH, composio e concentrao da soluo usada, razo solo/soluo, temperatura e presso. Como regra, a CTC refere-se apenas a adsoro de caties facilmente permutveis. Para determinar a CTC desloca-se por meio de reaces de troca todos os caties permutveis do solo, bsicos e cidos, utilizando-se quantidades adequadas de uma soluo salina com um "catio-ndice" que no faa parte do complexo adsorvente do solo. Para o

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efeito uma amostra de solo agitada num balo ou lixiviada numa alonga. com a soluo salina, deste modo entrando o respectivo "catio-ndice" (M+, por exemplo) em reaco de troca com os caties permutveis e, assim, ficando adsorvido pelo solo e deslocando por consequncia para a soluo salina o conjunto dos caties de troca presentes. Nesta soluo doseia-se ento cada um dos caties, pelo que a partir da se pode conhecer os vrios parmetros respeitantes ao complexo de troca catinica:

(i) Caties de troca individuais; (ii) Capacidade de troca catinica (CTC) (iii) Soma de bases de troca ou valor de SB

SB = Ca++ + Mg++ + K+ + Na+ (cmolc kg-1); (iv) Grau de saturao ou valor de GSB

100 x CTCSBGSB(%) = .

O valor da capacidade de troca catinica assim obtido pode confirmar-se atravs da determinao da quantidade de "catio-ndice" (M') adsorvida, uma vez que este catio passou a ocupar no solo todas as posies correspondentes aos caties de troca. Tal determinao, dependendo da natureza do catio M+ utilizado, pode fazer-se directamente na prpria amostra de solo ou, preferivelmente, numa soluo salina com a qual M+ tenha sido por seu turno deslocado do solo custa de nova reaco de troca.

Para alm das bases de troca (Ca++ + Mg++ + K+ + Na+) tambm se pode determinar a acidez de troca (H+ + Al+++), tambm expressa em cmolc kg-1, usando para o efeito solues salinas no tamponizadas (KCl, por exemplo). Assim, pode-se determinar a capacidade de troca catinica ao prprio pH do solo, designando-se por capacidade de troca catinica efectiva (CTCE). A CTCE distingue-se da potencial (CTC), tomando valores inferiores sempre que o pH do solo seja inferior ao pH a que determinada a CTC. Tem indiscutvel valor agronmico, uma vez que define o estado real em que o complexo de troca se encontra nos solos nas condies em que as culturas neles se desenvolvem.

Seguindo-se a metodologia sumariamente exposta, o que se determina no so apenas os caties de troca do solo mas sim o conjunto caties de troca + caties solveis. No doseamento de cada catio permutvel (Ca++, Na+) comete-se assim um erro por excesso, o qual nos chamados solos normais muito pequeno e por isso sem verdadeiro significado

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(com frequncia situando-se mesmo ao nvel dos erros da prpria anlise), isto porque a forma solvel de qualquer catio se encontra no solo em quantidade nfima comparativamente forma de troca ou permutvel. Portanto, nesses solos, tomar para os caties de troca o conjunto dos caties de troca e solveis corresponde a uma aproximao tida como aceitvel. Porm em certos solos halomrficos (nos ditos salinos e sdico - salinos) existe uma proporo considervel de caties sob a forma solvel, muito especialmente Na+, e, neste caso, h que estabelecer distino entre caties de troca e caties solveis; alis isso possvel analiticamente, embora os mtodos utilizveis sejam algo convencionais, j que a separao entre formas permutveis e solveis se mostra, em certa medida, arbitrria (como em devido tempo se chamou a ateno).

Para a determinao da CTC e demais parmetros, so tradicionais os mtodos que recorrem a solues salinas tamponizadas, destacando-se o:

1) Mtodo de Schollenberger, que recorre a uma soluo de acetato de amnio (NH4OAc) 1 N tamponizada a pH 7, sendo portanto o NH4+ o "catio-ndice" utilizado para deslocar os caties de troca;

2) Mtodo de Mehlich, em que se usa uma soluo de cloreto de brio-trietanolamina (BaCl2 - TEA,) tamponizada e pH 8,2; logo, com o Ba++ como "catio-ndice".

O mesmo solo analisado pelos dois mtodos apresentar diferentes valores de CTC, maior no caso do mtodo de Mehlich, devido diferena existente quanto carga varivel que se desenvolve a um e outro pH. A CTC medida nestas condies, isto , a pH diferente do respeitante ao solo (pH 7, 8,2 ou qualquer outro) designa-se capacidade de troca catinica potencial. Os respectivos valores definem capacidades de troca que os solos potencialmente podem manifestar em determinadas condies-padro. Eles facultam, com efeito, uma caracterizao geral dos solos do ponto de vista da natureza dos seus constituintes coloidais.

4.3.2. Dados de CTC, SB e GSB referentes aos solos

A capacidade de troca catinica (CTC) varia imenso de solo para solo, devido principalmente aos contedos de argila e matria orgnica, o tipo de argila e a natureza da matria orgnica. Partindo-se dos valores de CTC usualmente admitidos para os principais colides do solo (Quadro 1), pode-se avaliar de forma aproximada a capacidade de troca de um solo, desde que sejam conhecidos os componentes dominantes da argila e o tipo de

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matria orgnica, bem como os teores de uma e outra fraco, somando a CTC da fraco argilosa com a da fraco orgnica calculadas multiplicando-se a percentagem de argila e a de matria orgnica pelas CTC especficas que para o caso forem de considerar. O valor da CTC de um solo no ser exactamente igual soma da CTC correspondente s partes (argila e matria orgnica), pois h sempre interaces de cargas electropositivas de uma fraco com as cargas negativas da outra que, assim, ficam anuladas e deixam por isso de ser activas na adsoro de caties. Todavia, a CTC obtida para um solo por esta via corresponde a valor que apresenta uma aproximao aceitvel.

Quadro.1 Valores indicativos da capacidade de troca catinica dos principais constituintes coloidais do solo, medida a pH 7.

Constituintes coloidais do solo CTC (cmolc kg ) Caulinites 3-20

Ilites 10-40 Esmectites (Montmorilonite) 80-120

Vermiculites 100-180 Clorites 10-40 Alofanas 25-50

"Oxidas" de ferro e de alumnio 4 Substncias hmicas 300-500

Os maiores valores de CTC encontrar-se-o nos solos orgnicos, onde so usuais valores de 200 cmolc kg-l e, inclusive, maiores. Nos solos minerais a CTC varia em geral desde menos de 1 cmolc kg-l at 50-60 cmolc kg-l. Os menores valores correspondem a solos arenosos ou a solos com elevado teor de xidos de Fe e Al, desde que tenham baixo teor em matria orgnica; os maiores valores, a solos argilosos em que a fraco argila constituda por vermiculites e/ou esmectites (Figura 4), e tanto maiores quanto mais ricos forem em matria orgnica.

15

40

30

20

10

0

10

Capacidade de troca catinica

Capacidade de troca aninica

Minerais 2:1 predominantes

Minerais 1:1 predominantes

xidos de Fe e Al predominantes

Cargas nos colides minerais (cmolc kg-1)

FRACA INTERMDIA FORTE

INTENSIDADE DE ALTERAO

Figura 4 Variao da capacidade de troca catinica e da capacidade de troca aninica em funo dos constituintes minerais da fraco argilosa, bem como do grau de alterao do solo (adaptado de Brady & Weil, 1999).

O grau de saturao em bases (GSB), teoricamente poder variar de 0% a 100%. Quando o GSB for 100% quer isso dizer que s h bases (Ca++, Mg++, K+, Na+) no complexo de troca, no existindo portanto adsorvidos caties acidificantes (H+ e/ou Al3+). frequente encontrar solos com grau de saturao de 100%, como o caso da maioria dos que ocorrem em climas rido e semirido, onde a lixiviao nula ou muito fraca. O solo que apresente um grau de saturao de 100% um solo saturado.

Um valor de GSB igual a 0% corresponderia inexistncia de bases de troca, havendo em posio de troca apenas H+ e/ou Al. Um solo com grau de saturao menor do que 50% diz-se, em geral, solo insaturado. Solos com grau de saturao de 0% no se encontraram at hoje nas condies naturais, pois havendo mesmo intensa lixiviao (nas zonas bem drenadas e super-hmidas) restam sempre algumas bases livres entrando em reaco de equilbrio com o complexo de troca do solo de climas muito hmidos e no meio de alterao que, acabam por ficar ai adsorvidas. Nos solos muito lixiviados normal valores de GSB inferiores a 10%, podendo mesmo descer abaixo de 1%. Um reduzido valor de GSB indica haver pequenas quantidades de nutrientes disponveis para as culturas (nomeadamente, Ca++, Mg++, K+). Qualquer que seja o grau de saturao, verifica-se nos solos normais que se mantm uma certa constncia quanto

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proporo relativa das respectivas bases de troca. Expressas em relao a SB, os seus valores so aproximadamente os seguintes:

Ca++ 60-85%; Mg++ 10-30%; K+ < 5%; Na+ < 5%.

alis, com a proporo de K+ em geral superior de Na. A variao da proporo relativa das bases de troca segue, logicamente, a mesma ordem que se verifica quanto sua energia de adsoro,

A maior diferena encontra-se entre solos com argila dominada por minerais do grupo da caulinite e com argila dominado por esmectites. No primeiro caso correspondem as menores propores de Ca ++ Mg++e as maiores de K+ e Na+,o que faz com que a respectiva razo Ca++/K+ seja da ordem de 13. No segundo caso passa-se o contrrio - correspondem-lhes as maiores propores de Ca ++ e Mg ++ e as menores de K+ e Na + -, pelo que a razo Ca++/K+ atinge a valores normalmente superiores a 80. As diferenas observadas nos valores da razo Ca++ /K+ reflectem inevitavelmente a influncia do tipo de colide na adsoro relativa de caties bivalentes e monovalentes. Os valores considerados para a proporo das bases de troca respeitam aos solos normais. Nos solos halomrficos (solos sdicos e sdico-salinos) a percentagem de Na+ de troca afasta-se bastante dos valores normais indicados, estando acima de 15% (expresso em relao CTC) e atinge frequentemente valores assaz elevados. Nestas condies, a proporo de todas as restantes bases tambm algo diferente da que foi referida para os solos normais.

Nos solos que sofreram grande lixiviao, porque so solos muito insaturados (com poucas bases de troca), os caties acidificantes (H+ e/ou Al+++) predominam; alis, ser assim sempre que o grau de saturao seja inferior a 50%. O catio de troca que nestes casos ocupa o segundo lugar ser ento a base Ca++. Nos solos das zonas secas, saturados ou relativamente saturados (no h ou, ento, existe pouco H+ e/ou Al+++), o par e caties dominantes constitudo pelas bases Ca++ e Mg++ (em geral bastante mais Ca++ do que Mg++).

17

4.4 ADSORO E TROCA DE ANIES NO SOLO

Os componentes coloidais mais abundantes no solo so essencialmente electronegativos, como se sabe, embora possam desenvolver tambm cargas positivas, em tanto maior quantidade quanto mais baixo for o valor de pH. Dos colides do solo, apenas os "xidos" de ferro e de alumnio (em geral ocorrendo em pequena proporo) e as alofanas (praticamente exclusivas dos solos derivados de rochas vulcnicas) podem desenvolver carga positiva com alguma expresso para os valores de pH usuais nos solos. A capacidade de troca aninica (CTA) para os constituintes coloidais do solo de facto relativamente baixa (Quadro 2). Verifica-se, por consequncia, que a CTA do solo tem uma importncia muito reduzida, correspondendo para a maioria dos solos em geral apenas a 1-5% da respectiva CTC.

Quadro 2 - Capacidade de troca aninica dos principais constituintes coloidais do solo, medida a pH 7.

Constituintes coloidais do solo CTA (cmolc kg-1) Minerais de argila Praticamente nula

Substncias hmicas Praticamente nula Alofanas 5-30

"Oxidos" de ferro e de alumnio 5

Os princpios que foram discutidos relativamente adsoro e troca de caties no solo aplicam-se na generalidade, no que respeita aos seus aspectos bsicos, adsoro e troca de anies, feitas que sejam as devidas transposies.

Os grupos funcionais fundamentalmente responsveis pelo desenvolvimento de cargas positivas no solo so os grupos -OH que abundam na superfcie tanto dos "xidos" como das alofanas. Estes grupos podem-se protonizar ou desprotonizar e, assim, fazem variar a carga da respectiva partcula coloidal de positiva a negativa medida que aumenta o pH:

Aumento de pH

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Em relao aos anies pode haver adsoro no-especfica, tal como se considerou para a adsoro dos caties:

M-OH2+ A- M-OH2+ A-

em que o anio se mantm adsorvido superfcie da partcula coloidal por simples ligao electrosttica. Os anies que no solo mais esto envolvidos nesta adsoro so SiO44-, PO43-, SO42-, NO3- e Cl-. A energia de adsoro de tais anies depende, como sucedia no caso dos caties, da valncia e do grau de hidratao (dentro dos de mesma valncia), sendo por isso:

SiO44-> PO43->> SO42-> NO3- Cl-

Alm da adsoro no-especfica, tambm se verifica frequentemente com certos anies a adsoro especfica (em que se encontra envolvida ligao do tipo covalente entre o aniao e a estrutura da partcula coloidal). Ficam assim muito fortemente adsorvidos sem possibilidade de ulterior troca com outros anies, como sucede no caso da adsoro no- especfica. tpico de tal adsoro especfica o que se passa com o H2PO4-:

Este tipo de adsoro tem implicaes em relao disponibilidade do P para as plantas, pois no sendo facilmente permutvel as plantas no o podero absorver. Semelhante situao relativamente ao P ser por conseguinte tpica em solos ricos em "xidos" de ferro e de alumnio e em alofanas.

PRINCIPAL BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

Bote1ho da Costa, J. 1975 - Caracterizao e Constituio do Solo. Fundao Calouste Gulbenkian. Lisboa. Brady, N.C. & Weil, R. R. 1999 - The Nature and Properties of Soils. 12th edition. MacMi11an Publishing Company. New York. Duchaufour, P. 1988 - Abrg de Pdologie. 2. dition. Masson. Paris.

19

Page, A. L. CEd.). 1982 - Methods of Soil Analysis. Part 2 - Chemical and Microbiological Properties. 2nd edition. American Society of Agronomy, Inc. and Soil Science Society af America, Inc. Publisher. Madison, Wisconsin. USA.

Sparks, D. L. 1995. Environmental Soil chemistry. Academic Press, San diego. Sposito, G. 1989 - The Chemistry of Soils. Oxford University Press. Oxford. White, R.E. 1987 - Introduction to the Principles and Practice of Soil Science. 2nd edition.

Blackwell Scientific Publications. Oxford.

20

Aulas Prticas Ano lectivo 2009/10

OBSERVAO DA NATUREZA DA CARGA ELCTRICA DO MATERIAL COLOIDAL DO SOLO

O material coloidal do solo (a fraco argilosa e as substncias hmicas) possui, na maioria dos solos portugueses, uma carga elctrica predominantemente negativa, o que determina a sua capacidade para adsorver caties sua superfcie, devido a foras de atraco electrosttica (capacidade de troca catinica - CTC). A generalidade dos solos, contudo, apresenta tambm algumas cargas positivas (e capacidade de troca aninica). Em alguns deles, como por exemplo nos solos ferralticos (com elevada proporo de xidos de ferro e/ou de alumnio, na fraco argilosa), essas cargas positivas podero ser mesmo predominantes.

A CTC particularmente importante, uma vez que ela que permitir a reteno, no solo, de nutrientes, sob a forma de caties, como o clcio, o magnsio, o potssio e o sdio, que podero assim ser alvo de reaces de troca com as razes das plantas e ser por estas absorvidos.

A carga elctrica dos colides do solo pode ser verificada pela adio ao solo de uma soluo de um indicador que possua forma catinica ou aninica corada. A carga inica predominante no solo ter sinal contrrio ao da carga do io do indicador que for adsorvido em maior quantidade.

Este ensaio pode ser conduzido utilizando como indicadores: - o violeta de genciana, que se caracteriza por apresentar um io complexo de

sinal positivo, de colorao violeta; e - o vermelho de eosina, cuja cor vermelha devida presena de um anio. Agitando duas pores de solo, em tubos de ensaio diferentes, com estas duas

solues de indicador, dever verificar-se reduo ou desaparecimento da cor, no tubo de ensaio violeta de genciana ou no tubo com vermelho de eosina, conforme a carga inica predominante no solo, for, respectivamente, negativa ou positiva. O material do solo com carcter electronegativo fixa o catio correspondente ao indicador violeta de genciana, em resultado de uma reaco de troca, enquanto, da mesma forma, o material de solo com carcter electropositivo ir fixar o anio do vermelho de eosina.

Reagentes e material - Soluo de violeta de genciana - Soluo de vermelho de eosina

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- Tubos de ensaio - Funis pequenos - Papel de filtro Modo Operatrio 1. Num tubo de ensaio, agitar vigorosamente cerca de 2g de solo com 10cm3 de

violeta de genciana, e num outro agitar igual poro da mesma amostra com vermelho de eosina;

2. Filtrar, por decantao, para tubos limpos; 3. Comparar a cor dos filtrados com a dos indicadores respectivos.

DETERMINAO DA CAPACIDADE DE TROCA CATINICA E DA SOMA DE BASES DE TROCA - MTODO DO ACETATO DE AMNIO A pH 7

CONSIDERAES GERAIS

A amostra do solo percolada com um excesso de acetato de amnio a pH 7, de maneira que a mxima troca ocorra dentro de poucos minutos. O excesso de amnio lavado com etanol e o amnio adsorvido trocado pelo potssio, por percolao com KCI 1 N acidificado.

O amnio determinado por destilao e corresponde ao valor da capacidade de troca catinica do solo.

MATERIAL

- Balana analtica de sensibilidade 10-4 g. - Potencimetro. - Espectrofotmetro de absoro atmica. - Unidade de destilao por arrastamento de vapor. - Alongas com placa porosa de vidro e torneira com 280 mm de altura e 25 mm de interno. - Suporte para as alongas. - Taa de porcelana com 10 cm de .

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- Bales volumtricos de 25 e 100 mL. - Bales erlenmeyer de 100 mL. - Microbureta automtica. - Papel de filtro Whatman n 40.

REAGENTES

- Areia do mar, lavada com cido e calcinada. - Etanol absoluto [C2H5OH]. - Etanol a 96 %. - Etanol a 48 %. - Soluo de acetato de amnio [CH3COONH4] 1 N a pH 7.

Dissolver 77,08 g de acetato de amnio em 900 mL de gua destilada, acertar a pH 7 e diluir para um volume de 1000 mL. Agitar e verificar novamente o pH.

- Soluo de cloreto de potssio [KCI] 1 N. Dissolver 74,56 g de KCI em gua destilada, acidificar com 50 mL de HCI 1 N e diluir para um volume de 1000 mL.

- Soluo de hidrxido de sdio [NaOH] a 35 %. - Soluo de cido brico [H3B03] a 2 %. - Indicador misto.

Dissolver 0,13 g de vermelho de metilo e 0,20 g de verde de bromocresol em 200 mL de etanol a 96 %.

- Soluo titulada de cido clordrico [HCI] 0,01 N. Diluir uma ampola de soluo de HCI (0,01 mol L-1), de acordo com

as respectivas instrues. - Soluo de Sr a 60 000 g mL-1.

Dissolver 182,57 g de cloreto de estrncio [SrCI2.6H2O] em gua destilada e diluir para um volume de 1000 mL.

- Soluo padro de clcio 1000 g mL-1. Utilizar Calcium nitrate standard solution for atomic

spectroscopy - 1 mL < > 1 mg Ca. - Soluo padro de magnsio 1000 g mL-1.

Utilizar Magnesium nitrate standard solution for atomic spectroscopy - 1 mL < > 1 mg Mg.

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- Soluo padro de sdio 1000 g mL-1. -Utilizar Sodium nitrate standard solution for atomic spectroscopy - 1 ml < > 1 mg Na.

- Soluo padro de potssio 1000 g mL-1. Dissolver 1,9067 g de cloreto de potssio [KCI] (seco a 100-105C

durante 24 horas) em gua destilada e diluir para um volume de 1000 mL - 1 mL < > 1 mg K.

MODO OPERATRIO

Sobre a placa porosa de vidro da alonga colocar uma rodela de filtro Whatman n 40 e uma camada de areia, lavada e calcinada, com 0,5 cm de espessura.

Pesar cerca de 5 g da amostra para uma taa de porcelana, juntar 10 g de areia e misturar bem com uma esptula.

Transferir quantitativamente esta mistura para a alonga e deitar nova camada de areia com 0,5 cm de espessura.

Fazer dois ensaios em branco. Pr-Iavar por percolao com 100 mL de etanol a 48 %(1) se a condutividade

elctrica no extracto 1:2,5, preparado para a determinao do pH em H2O, for> 0,5 dS m-1.

Saturar a amostra com amnio, por percolao com 100 mL de acetato de amnio 1 N a pH 7, e receber o percolado num balo volumtrico de 100 mL(1) (A). Completar o volume do balo com acetato de amnio.

As bases de troca (Ca, Mg, K e Na) esto contidas no balo (A). Para remover o excesso de amnio, percolar com 100 mL de etanol a 96 %(1) e

desprezar o percolado. Para trocar o amnio pelo potssio, percolar com 100 mL de uma soluo de KCl

1 N acidificada(1) e recolher o percolado em bales volumtricos de 100 mL (B). Completar o volume com gua destilada.

Bases de troca As bases de troca so determinadas tanto nos extractos, bales (A), como nos

1 (As percolaes devem ser feitas com um dbito de 20 gotas/minuto (100 mL em 2 horas)

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ensaios em branco, por espectrofotometria de absoro atmica. Fazer diluies dos extractos de modo a obter leituras no aparelho dentro dos

limites indicados para cada elemento. As diluies devem conter 1500 g mL-1 de estrncio (soluo de Sr a 60 000 g mL-1) para anular possveis interferncias. O volume dos bales completado com a soluo de acetato de amnio 1 N.

Proceder de igual modo para os ensaios em branco. Para preparar os padres de calibrao, medir volumes variveis (conforme as

condies de trabalho do espectrofotmetro para cada elemento) das solues padro de clcio, magnsio, potssio e sdio, para bales de 200 mL; adicionar estrncio, como nas diluies dos extractos e dos ensaios em branco, e completar o volume dos bales com acetato de amnio 1 N.

Capacidade de troca

Medir 25 mL (se a capacidade de troca for muito elevada reduzir a toma para 10 ml) do percolado, contido no balo (B), para o balo de destilao; juntar 5 mL da soluo de NaOH a 35 % e comear o processo de destilao por arrastamento de vapor de gua. Destilar durante cerca de 7 minutos, recebendo o destilado num balo erlenmeyer de 100 mL, contendo 10 mL de cido brico a 2 %, a que se adicionaram previamente seis gotas do indicador misto.

Titular o destilado com a soluo de cido clordrico 0,01 N at a cor virar de verde a rosa. Destilar os ensaios em branco e titular seguindo o mesmo mtodo.

A capacidade de troca da amostra de solo corresponde ao nmero de cmol de carga de amnio fixados, em substituio dos caties de troca. O amnio doseado por destilao e o seu valor, expresso em [cmolc kg-1], corresponde ao valor de CTC.

.EXPRESSO DOS RESULTADOS

Bases de troca

[ ]m

DccCakgcmolc).'.(4990,0/ =

25

[ ]m

DccMgkgcmolc).'.(8230,0/ =

[ ]m

DccKkgcmolc).'.(2558,0/ =

[ ]m

DccNakgcmolc).'.(4348,0/ =

em que c = leitura no aparelho referente diluio da amostra [g mL-1]. c' = leitura no aparelho referente mesma diluio do ensaio em branco [g mL-1]. m = massa de terra fina seca a 100-105C [g]. D = factor de diluio.

Capacidade de troca catinica

[ ]vm

EBVCTCkgcmolc.

100).(/ =

em que V = volume de HCl 0,01 N gasto para titular a parte alquota do balo (B) [mL]. EB = volume de HCl 0,01 N gasto para titular um volume de ensaio em branco,

igual ao volume da parte alquota do balo (B) [mL]. v = parte alquota, do balo (B), tomada para destilao [mL]. m = massa de terra fina seca a 100-105C.

Grau de saturao

[ ]CTC

SBGSB 100.% =

em que SB = soma das bases de troca [cmolc kg-1]. CTC = capacidade de troca catinica [cmolc kg-1].

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DETERMINAO DO ALUMNIO DE TROCA INTRODUO

O alumnio de troca (alumnio extravel) o principal responsvel pela acidez de muitos solos minerais (pH

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- Bales erlenmeyer de 100 mL. - Papel de filtro Whatmann n 42 com 12,5 cm de .

REAGENTES

Soluo de cloreto de potssio [KCI] 1 N. Dissolver 74,56 g de KCl em gua destilada e diluir para um volume de 1000 mL. Soluo padro de alumnio 1000 g mL-1. Utilizar Aluminium nitrate standard

solution for atomic spectroscopy - 1 mL < > 1 mg AI.

MODO OPERATRIO

Extraco

Pesar para tubos de centrfuga de 100 mL um peso de terra fina seca ao ar equivalente a 5 g de terra fina seca a 100-105C. A dicionar 50 mL da soluo de cloreto de potssio 1 N, rigorosamente medidos, e agitar durante 1 hora em agitador rotativo. Centrfugar durante 15 minutos a 2500 rpm. Filtrar o lquido sobrenadante por um filtro Whatman n 42 e recolher o filtrado num balo erlenmeyer de 100 mL.

Doseamento

O alumnio doseado por espectrofotometria de absoro atmica. Preparar padres de calibrao, em bales volumtricos, a partir da soluo

padro de alumnio (1 ml < > 1 mg AI) com concentraes que dependem das condies de trabalho do espectrofotmetro para este elemento. O volume dos bales completado com a soluo de KCl 1 N.

O zero do aparelho acertado com a soluo de cloreto de potssio 1 N.

EXPRESSO DOS RESULTADOS

Partindo de 5 g de terra fina seca a 100-105C tem- se:

[cmolc kg-1] AI = 0,1112 x c

em que c = leitura no aparelho em g mL-1 de AI.

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Exerccios sobre o complexo de troca do solo

1. Calcule a quantidade (em gramas) de ies Al3+ necessria para substituir 10 cmolc de Ca2+ do complexo de troca de 1 kg de solo.

2. Um solo contm 4% de matria orgnica, 10% de montmorilonite, 10% de vermiculite e 10% de xidos de Fe e Al. Qual , aproximadamente, a sua CTC a pH 7?

3. Qual a CTC aproximada de um horizonte de um solo com 150 g kg-1 de argila montmorilontica e 2 g kg-1 de MO?

4. Avalie a CTC de um solo com 25% de argila e 4% de MO, sabendo que a CTC da argila de 20 cmolc kg-1 e a da MO de 150 cmolc kg-1.

5. Uma amostra de terra fina do horizonte Ap de um solo contem: 2,5 cmolc kg-1 de Ca2+ ; 1,1 cmolc kg-1 de Mg2+ ; 0,3 cmolc kg-1 de K+ ; 0,1 cmolc kg-1 de Na+. A acidez de troca (determinada com KCl 1M) de 3,5 cmolc kg-1 de terra fina.

Calcule a sua CTC e o respectivo grau de saturao em bases.

6. Um determinado solo possui 45% de argila e um teor de MO de 3%. A CTC determinada a pH7 na terra fina de 60 cmolc kg-1. Qual a CTC provvel da fraco coloidal inorgnica deste solo? Qual ser a composio da argila deste solo supondo que apenas uma espcie mineral est presente?

7. A anlise da terra fina de uma amostra do horizonte Bt de um solo forneceu os seguintes elementos: Teor de argila 300 g kg-1; Teor de matria orgnica 2 g kg-1; CTC a pH 7 7 cmolc kg-1. A anlise mineralgica da amostra revelou a existncia de vestgios de xidos de ferro e de um filossilicato secundrio. Que mineral dever ser este?

8. Calcule a quantidade de Ca2+ (em gramas) necessria para elevar para 7 o pH de um solo cuja CTC de 10 cmolc kg-1 e tem actualmente um pH = 4. Utilize a curva de tamponizao a seguir representada.

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9. A anlise de uma amostra de terra fina do horizonte Bt de um dado solo conduziu aos seguintes resultados:

2,6 cmolc kg-1 de Ca2+ ; 1,2 cmolc kg-1 de Mg2+ ; 0,3 cmolc kg-1 de K+ ; 0,1 cmolc kg-1 de Na+ ; 250 g kg-1 de argila. Grau de saturao em bases - 60%.

a) Calcule a capacidade de troca catinica deste horizonte. b) Calcule a sua acidez de troca. c) Discuta a composio mineralgica provvel da fraco argilosa desse horizonte,

admitindo que esto presentes, no mximo, dois constituintes mineralgicos distintos.

10. A anlise de uma amostra de terra fina do horizonte Bt de um dado solo conduziu aos seguintes resultados:

Acidez de troca 3 cmolc kg-1 Grau de saturao em bases 25 %.

d) Determine a capacidade de troca catinica deste horizonte. e) Calcule a soma das bases de troca. f) Indique, justificando, se esse horizonte tem uma reaco cida ou alcalina.

11. Considere dois solos cujos horizontes B tm as seguintes caractersticas:

Solo A Teor de argila 350 g kg-1 ; Teor de matria orgnica 10 g kg-1; Constituio mineralgica da argila caulinite e montmorilonite em idntica

proporo.

Solo B: Teor de argila 250 g kg-1; Teor de matria orgnica 40 g kg-1; Constituio mineralgica da argila caulinite.

a) Indique qual dos solos apresenta capacidade de troca catinica mais elevada. b) Se a soma das bases de troca for de 7,5 cmolc kg-1 em ambos os solos, qual

deles apresenta maior acidez de troca?

12. Um solo apresenta um teor de argila de 250 g kg-1, um teor negligencivel de matria orgnica e um teor de bases de troca de 25 cmolc kg-1; as quantidades de Ca2+, Mg2+ e de K+ so, respectivamente de 10, 5 e 2 cmolc kg-1; no foram detectados H e Al de troca.

a) Qual o provvel grau de saturao em bases desse solo? b) Justifique se o solo em questo sdico.

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c) Qual seria o provvel mineral de argila predominante na fraco argilosa desse solo se na mesma existisse apenas uma espcie mineralgica?

d) Admitindo que a fraco argilosa do solo em causa constituda por uma mistura de montmorilonite (80%), caulinite (12%) e vermiculite (8%), quantos gramas de Al (peso molecular = 27 g) teriam de ser adicionados por cada kg de solo para que o respectivo grau de saturao em bases fosse de 50%?

Respostas:

1. [0.9 g] 2. [Aproximadamente 30 (33.4) cmolc kg-1] 3. [Aproximadamente 15 (15.4) cmolc kg-1] 4. [11 cmolc kg-1 de solo] 5. [CTC=7.5 cmolc kg-1 de solo; GSB=53.3%] 6. [Uma esmectite ou uma vermiculite (CTC=120 cmolc kg-1 de argila)] 7. [Provavelmente uma ilite (CTC=22 cmolc kg-1 de argila)] 8. [1 g kg-1 de solo] 9. a) [7 cmolc kg-1 de solo] 9. b) [2.8 cmolc kg-1 de solo] 9. c) [Uma combinao de minerais susceptvel de apresentar globalmente uma CTC de 28 cmolc kg-1

de argila: p.e., 20-25% montmorilonite + 75-80% de caulinite, ou 15% de vermiculite + 85% de caulinite, ou 95% de ilite + 5% de caulinite]

10. a) [4 cmolc kg-1 de solo] 10. b) [1 cmolc kg-1 de solo] 10. c) [cida] 11. a) [Solo A, com cerca de 21 cmolc kg-1] 11. b) [Solo A, com 13.75 cmolc kg-1] 12. a) [100%] 12. b) [Sim: Na de troca >15% (neste caso = 32%)] 12. c) [Uma esmectite (CTC=100 cmolc kg-1 de argila)] 12. d) [ 1 g]