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Jaboticabal - SP

ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA. Jaboticabal - SP. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA. INTRODU ÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita Minerais Interestratificados

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Presentation Transcript

  1. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Jaboticabal - SP

  2. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita Minerais Interestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  3. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  4. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO NESOSSILICATO (Olivina) SOROSSILICATO (Berilo) CICLOSSILICATO (Turmalina) INOSSILICATO: Piroxênios (Augita) INOSSILICATO: Anfibólios (Hornblenda) FILOSSILICATOS: ARGILOMINERAIS TECTOSSILICATO

  5. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO • O termo argila é empregado em dois sentidos: • granulometricamente: fração mais fina dos sedimentos (diâmetro inferior a 2) • mineralogicamente: grupo de minerais que são silicatos hidratados de alumínio • Fração Argila  formada pelos filossilicatos • Fração areia  Fração silte  formadas pelos demais grupos dos silicatos dependendo: • tipo de rocha ou dos minerais que a constituem; da idade dos ecossistemas.

  6. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO • 1) São minerais secundários, resultantes de decomposição de outros silicatos, principalmente feldspatos e feldspatóides • 2) Apresentam hábito terroso, cor branca, mas usualmente coloridas por impurezas, principalmente óxidos de ferro, são infusíveis e insolúveis • 3) Como todos os filossilicatos, os argilominerais apresentam estruturas semelhantes, laminares, constituídas por associações de camadas tetraédricas de silício com camadas octaédricas de alumínio ou magnésio • 4) Esses minerais são da mais alta importância no estudo da Pedologia por serem • componentes da fração argila, que afeta todo comportamento físico-químico do solo

  7. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO (Si2 O5)2- Forma de representação das camadas de tetraedros (Si / Mg) e octaedros (Al) Folha de siloxana (Si) Folha de gibbsita (Al) ou Folha de brucita (Mg)

  8. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO (Si2 O5)2-

  9. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO (Si2 O5)2- 2:1 1:1 Folha de siloxana (Si) Folha de siloxana (Si) Folha de gibbsita (Al) ou Folha de brucita (Mg) Folha de gibbsita (Al) ou Folha de brucita (Mg) Folha de siloxana (Si) Caulinita Al2Si2O5(OH)4 MUSCOVITA KAl2 (AlSi5O10)(OH)2 BIOTITA K(Mg, Fe)3(AlSi5O10)(OH)2

  10. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO Folha de siloxana (Si) Folha de gibbsita (Al) ou Folha de brucita (Mg) Estruturas de folha dioctaédrica de gibbsita Estruturas da folha trioctaédrica de brucita

  11. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  12. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Caulinita 1:1 Caulinita Microscopia eletrônica Camada de Tetraedros Camada de Octaedros Exemplos: Caulinita (principal representante do grupo Al2Si2O5(OH)4) Dickita Nacrita Anauxita Haloisita

  13. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Caulinita Caulinita Expansão é impedida por pontes de H: - Espaço d fixo próximo a 7,14 Å. (Desaparece a 550º C) Forte ligação Estrutural: - Partículas se quebram com dificuldade - Baixa Plasticidade - Baixa expansão e contração (aspecto de “concha”) - Superfície Específica = 7 - 30 m²/g • Substituição Isomórfica: • - Pequena • Carga Permanente: • próxima de zero, ou muito pequena • Carga Negativa dependente do pH: • - CTC = 1 - 10 mEq/100g • ROH + OH- → RO- + H2O (pH ↑) • ROH + H+ → R+ + H2O (pH ↓) Muito comum na fração argila de solos com horizonte Bt e Bw (principalmente os mais intemperizados). Caulinita em Latossolo Roxo = Tamanho Pequeno Caulinita em Latossolo Amarelo = Tamanho Grande {Fe, Ti} no sistema = Cristalização (nucleação) dificultada Morfologia comumente hexagonal (MET)

  14. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  15. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Minerais de argila: Grupo das caulinitas Haloisita (Hi) • Camadas desordenadas no empilhamento e H2O nas entrecamadas • Espaçamento d próximo a 10,1 Å (DRX) • -Com aquecimento (literatura= 50ºC) = 7,2 Å (DRX – irreversivelmente) • Morfologia comumente tubular • DRX = Reflexos normalmente largos ou menos agudos. • Condição úmida é requerida para o seu desenvolvimento. • Sequência de intemperismo: • - Haloisita (10,1Å)  Metahaloisita (7,2Å)  Caulinita (7,14 Å)

  16. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  17. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Pirofilita & Talco Pirofilita & Talco • Dão origem aos outros minerais de grade 2:1 (dioctaedrais e trioctaedrais) • PIROFILITA - Al2 Si4O10 (OH)2 • Argilomineral 2:1, cujos octaedros possuem no seu interior apenas 2/3 dos espaços, ocupados por • Al3+; ou seja, existem espaços vagos nos octaedros, DIOCTAEDRAL • TALCO - Mg6 (Si8O20) (OH)4 • - Argilomineral 2:1, cujos espaços no interior dos octaedros são totalmente ocupados, TRIOCTAEDRAL

  18. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  19. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Mica BIOTITA K(Mg, Fe)3(AlSi5O10)(OH)2 MUSCOVITA KAl2 (AlSi5O10)(OH)2

  20. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Mica MICA (Mi) Desenvolvida da substituição isomórfica da Pirofilita; possui grade 2:1. Possui CTC elevada e é muito comum em solos brasileiros mais jovens Um fenômeno muito comum na mica a retenção de potássio (K), devido a CTC das camadas tetraedrais. Conseqüência promove uma cimentação muito forte dessas camadas, desenvolvendo na mica alta resistência à quebra. Solos com altos teores de Mi são ricos em K Quando a mica é empobrecida de K e enriquecida de H2O transforma-se em Ilita

  21. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Mica ILITAS (Il) - Não expansíveis - Minerais Secundários - Contém mais SiO2 e menos K que a Muscovita Muita Substituição Isomórfica de Si por Al nos tetraedros = Muita carga negativa permanente = Forte atração aos cátions = K+ é fortemente atraído = K+ é pouco hidratável e fica assim fixado no espaço entrecamadas Espaçamento d = 10 Å (001)(sem alteração com tratamentos) CTC= 10-40 mEq/100g Propriedades Físicas mais próximas à Ct do que à Mt Facilidade de alinhamento paralelo das partículas = facilidade de erosão - 7% do K total - porcentagem diagnóstica para Ilita - Presença de Mica versus disponibilidade de K no solo

  22. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  23. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Grupo das esmectitas 2:1 Camada de Tetraedros Camada de Octaedros Exemplos: Montmorilonita (Mg2+ Al3+): principal representante do grupo Beidelita (Si4- Al3+) Nontronita (Fe3+  Al3+) Saponita (representante magnesiana do grupo) Sauconita (Mg2+ Zn2+) Hectorita (Mg3+ Li+) (OH-  F-)

  24. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Grupo das esmectitas Montmorilonita (geralmente dioctaedral) (Mg e Fe3+) • Pequena Substituição Isomórfica nos tetraedros • Carga permanente : basicamente devido à Substituição Isomórfica de • Al3+ por Fe2+ nos octaedros • Expansão: volume da argila chega a dobrar = Ligações (O-O) fracas • (Quanto maior o teor de água, maior a expansão) • CTC:80-150 mEq/100g • Superfície Específica: 700 - 800 m²/g (pequeno tamanho de partícula)

  25. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Grupo das esmectitas Montmorilonita (geralmente dioctaedral) (Mg e Fe3+) Alta Substituição Isomórfica, Ligações Fracas: Alta Plasticidade quando molhada Camadas de Hidratação ao redor dos cátions entrecamadas Pode haver adsorsão (carga) de compostos orgânicos = Complexos Organominerais Adsorção de Glicerol e Etilenoglicol = Diagnóstico para DRX 105º C (seca em estufa) = 10 Å  Seca ao ar = 12,4 - 14 Å  Glicerol ou Etilenoglicol = 17 Å Constituintes característicos: = da fração argila de vertissolos; = solos com horizonte Bt (mais férteis e menos intemperizados) = solos com horizonte A chernozêmico; = solos muito jovens Difícil Manejo: Muito plásticos quando molhados Muito duros quando secos (fendas horizontalizadas quando seca)

  26. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  27. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Vermiculita Apresenta estrutura 2:1, tendo as camadas separadas por lâminas bomoleculares de água. A folha octaédricas é de brucita, ocorrendo substituição de Mg2+ por Fe2+, em proporções variadas. Esta vermiculita é derivada de alteração intempérica de outros filossilicatos, como as micas e cloritas. É característica, nesse mineral, a expansão de sua estrutura, quando aquecido a temperaturs entre 300 e 900º C Nome vem de “Semelhante à Verme” Quando Aquecida torna-se alongada, retorcida e curvada Expansão e 20-30x do tamanho original - Espaçamento d: →14 Å (001) – Quando saturada com K →10 Å – Quando aquecida

  28. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Vermiculita • Considerável Substituição Isomórfica de Si por Al nos tetraedros • = Relativa Fixação de K+ e NH4+ nas entrecamadas (Importância nas Adubações) • Vm condições de melhor drenagem • Mt – hidromorfismo • CTC próxima de 100-150 mEq/100 g, que pode ser reduzida por hidróxidos de Al nas entrecamadas = Efeito Anti-gibbsítico (sul do Br x cerrado do Br) • Presença na fração argila de solos com Bt solos com • A Chernozêmico e solos de regiões secas.

  29. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  30. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Clorita 2:1:1

  31. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Clorita 2:1:1

  32. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Clorita

  33. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  34. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Minerais interestratificados “Apresentam num único cristal, celas unitárias ou camadas de dois ou mais tipos: 2:1 com camadas 2:1:1 ” 2:1 2:1:1 Exemplo: mica-clorita vermiculita-clorita montmorilonita-clorita mica-montmorilonita-clorita.

  35. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  36. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Gibbsita Gibbsita

  37. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Gibbsita Intemperismo Biotita Caulinita Gibbsita Muscovita

  38. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Gibbsita Estrutura Análise de correlação entre os teores de minerais na fração argila das diferentes classes de agregados e a percentagem de agregados retidos nas peneiras para Latossolo Vermelho (LVdf) (1) o, *, **: coeficientes de correlação (r) significativos a 0,1; 0,05; e 0,01, respectivamente, pelo teste t.

  39. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA Gibbsita Estrutura: qualidade física dos solos Solos gibbsiticos (Hidróxido de alumínio) ↑ Microagregação ↑ Porosidade Infiltração de água no solo Arranjo dos cristais em forma de granulos

  40. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA INTRODUÇÃO MINERAIS DE GRADE 1:1 Caulinita Haloisita MINERAIS DE GRADE 2:1 Pirofilita & Talco Mica Grupo das Esmectitas Vermiculita Clorita MineraisInterestratificados GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS

  41. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO 2:1 • Pré-tratamento : • 1.1 concentração de argila natural • 1.2 Montagem de lâminas com “esfregaço” da argila concentrada • 1.2.1 Lâminas: • 1° Lâmina: [argila]+saturação com CaCl2 ou MgCl2 (saturar antes de colocar na lâmina) • 2° Lâmina: [argila]+saturação com KCl (saturar antes de colocar na lâmina) • 3° Lâmina: [argila]+etileno glicol (saturar na lâmina) • 1.3 Tratamento térmico (4-6 hs) das diferentes lâminas: • 1° 25 ° C • 2° 350 ° C • 3° 550 ° C • 2. Leitura no DRX

  42. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO 2:1 Ct (7,2 Å) Mica (10 Å) Verm./Mont. (14 Å) Gb (4,82 Å) 25 ºC Verm.(14 Å) Mont. (14 Å) Lâmina c/ Mg 25 ºC Mont. (19 Å) Lâmina c/ ETG 25 ºC Lâmina c/ K 25 ºC Lâmina c/ K 350 ºC Lâmina c/ K 550 ºC

  43. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X nλ = 2dsenθ (Lei de Bragg)

  44. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Interpretação dos difratogramas: Reflexos interpretados: da caulinita (001), gibbsita (002) Estes reflexos são que são mais encontrados nas condições do solo!!!

  45. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Difratograma

  46. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Como sabemos que estes são os reflexos a serem interpretados? R: Pelo “d” distância interplanar que é característica para cada reflexo de minerais. O “d”é encontrado por meio da medida do reflexo em º2θ

  47. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Quais os atributos que são identificados e medidos nos difratogramas? R: Largura a meia altura (LMA) e ÁREA DO PICO e “d” área do pico= h x b h b

  48. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Cálculos dos atributos mineralógicos Diâmetro médio do cristal (DMC) A largura do pico, juntamente com o DMC, expressam o grau de cristalinidade do mineral. Quanto mais fina e alta, o pico pode expressar o maior grau de cristalinidade do mineral. A LMA é utilizada no cálculo do Diâmetro Médio do Cristal (DMC) através da formula de SCHERRER (SCHULZE, 1984), bem como para o cálculo da área do pico. h

  49. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Cálculos dos atributos mineralógicos Diâmetro médio do cristal (DMC) Fórmula de Scherrer: DMC(nm) = / 10 DMC(nm) = Diâmetro médio do cristal; K = constante de fórmula de 0,91; λ = comprimento de onda conforme o cátodo usado (1,79026) = cobalto (para Ct e Gb o cátodo usado é o cobre = 1,541838); β = B-b onde: β é a LMA corrigida , B a LMA da amostra e b o LMA padrão em º2θ Ө = é o valor emº2θ da amostra, dividido por 2.

  50. ARGILOMINERAIS: FILOSSILICATOS E GIBBSITA TÉCNICAS DE IDENTIFICAÇÃO DRX: Difratometro de Raio-X Cálculos dos atributos mineralógicos Substituição Isomórfica do ferro por alumínio mol Al% = 1730-572. c onde, c = h

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