83

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

DEPARTAMENTO DE SOLOS

SOL 375 - FERTILIDADE DO SOLO ANÁLISE DE CORRETIVOS DA ACIDEZ

- ANÁLISE DE CALCÁRIO-

1. Introdução

Os calcários são os materiais corretivos da acidez mais empregados, portanto,

nesta prática concentrar-se-á na análise de calcário. A análise de calcário visa obter

informações sobre:

a) o poder neutralizante (PN),

b) eficiência relativa (ER) ou reatividade (RE)

c) os teores de cálcio e magnésio.

As duas primeiras características são necessárias para estabelecer o poder

relativo de neutralização total (PRNT), que também pode ser expresso como poder de

neutralização efetiva (PNE). A característica PRNT ou PNE, é empregada para corrigir o

valor da necessidade de calagem (NC), calculada em termos de CaCO3, para quantidade do

corretivo a ser utilizado. Os teores de Ca e Mg também são importantes porque em muitas

situações o calcário é empregado como fontes destes nutrientes.

a) Poder Neutralizante (PN)

O PN caracteriza o teor de componentes neutralizantes existentes no calcário,

lembrando que estes correspondem a cátions (Ca2+, Mg2+, principalmente) associados a

ânions receptores de prótons (-2

3---2

3 SiO O ,OH ,CO , ). Portanto, conclui-se que, nem todo o

Ca ou Mg presente na estrutura cristalina da rocha calcária terá poder neutralizante.

O CaCO3 na sua forma pura para análise (p.a.) é tido como composto padrão

para neutralização da acidez, sendo seu PN igual a 100. Assim, convencionalmente tem-se

expresso o PN dos corretivos em termos relativos ao CaCO3 (um Calcário A com PN igual a

80% significa que 100 g deste terá o mesmo efeito neutralizante do que 80 g de CaCO3).

De acordo com o Sistema Internacional de unidades (SI) o PN do calcário deve

ser expresso em termos de mol de carga por unidade de massa do corretivo (em 80 g de

CaCO3 existem 1,6 molc, portanto, o PN do Calcário A acima é 1,6 molc / kg, ou seja 100 g

desse calcário neutralizam 1,6 molc de acidez, enquanto que 100 g de CaCO3 neutralizam 2

molc de acidez), considerando que a correção da acidez se dá por meio de reações que

envolvem cargas elétricas na solução do solo e no complexo sortivo.

O método de análise consiste em adicionar a uma determinada massa de

corretivo uma quantidade conhecida, e em excesso, de ácido (HCl). Após um tempo de

84

reação para a dissolução da amostra dosa-se, por titulometria ácido-base, a quantidade de

ácido que sobrou. Após realizada a prova em branco (titulometria ácido-base), a diferença

fornece a quantidade de acidez neutralizada pela massa de corretivo.

b) Eficiência relativa (ER) ou Reatividade (RE)

A ER do calcário caracteriza sua reatividade, o que depende do tamanho de

suas partículas, sendo que, quanto menor o tamanho maior será a reatividade, devido à

maior superfície específica. A ER refere-se à fração granulométrica do calcário que é

solubilizada dentro de um período de 3 meses. A ER dependerá, portanto, da composição

granulométrica, categorizada por classes de tamanho de partículas, que têm eficiências

relativas específicas e são apresentadas no quadro abaixo:

Frações granulométricas (mm) Peneira “ABNT” 1/ de separação ER %

> 2,00 retida nº 10 0

2,00 0,84 passa nº 10 retida nº 20 20

0,84 0,30 passa nº 20 retida nº 50 60

0,30 passa nº 50 100 1/

ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas. Peneira no 10: malha de 2mm; peneira n

o 20:

malha de 0,84 mm e peneira no 50: malha de 0,30 mm.

A legislação atual exige que 100% do calcário passe pela peneira de 2mm, 70%

passe pela de 0,84 mm e 50% passe pela peneira de 0,3 mm, admitindo-se uma tolerância

de 5 % na peneira de 2 mm.

c) Teores de cálcio e magnésio

O calcário, além de corretivo da acidez, é a principal fonte para elevar os teores de

Ca2+ e Mg2+ no solo, portanto conhecer os teores destes elementos no calcário é

fundamental. Convencionalmente os teores de Ca e de Mg são expressos em termos dos

seus óxidos CaO e MgO, respectivamente.

Em função dos teores de Mg os calcários são classificados em calcítico (< 5% de

MgO), magnesiano (5 a 12% de MgO) ou dolomítico (> 12% de MgO). Dado aos baixos

teores em Mg2+ dos solos dá-se preferência à utilização do calcário dolomítico.

85

2. Objetivo

Esta prática tem por objetivo determinar o poder neutralizante e a eficiência

relativa de uma amostra de calcário, para estabelecer seu poder relativo de neutralização

total (PRNT) que é obtido dividindo-se por 100 o resultado do PN multiplicado pela ER.

3. Protocolos das análises

a) Reagentes e materiais

HCl 1 mol/L: Diluir 85 mL de HCl concentrado (d = 1,19 g/cm3 ) em água destilada e

completar o volume para 1000 mL. Esta solução deverá ser padronizada. A

concentração da solução também pode ser expressa como 1 molc / L de H+.

NaOH 1 mol / L: Dissolver 40 g de NaOH p.a. em água destilada e completar o volume

para 1000 mL.. Esta solução deverá ser padronizada. A concentração da solução

também pode ser expressa como 1 molc / L de OH-.

Fenolftaleina 1% p/v: dissolver 1 g de Fenolftaleina em 100 mL de álcool etílico.

Peneiras números 10, 20 e 50, classificadas de acordo com normas da ABNT, com

diâmetro de 20 cm e altura de 5 cm.

b) Protocolo de determinação do poder neutralizante (PN)

Em um erlenmeyer de 250 mL colocar 1 g do calcário e 25 mL de HCl 1 molc / L,

padronizado (este volume fornece uma quantidade de acidez em excesso). Em outro

erlenmeyer adicionar 25 mL do HCl 1 mol/L (prova em branco). Aquecer os erlenmeyers em

chapa quente e deixar ferver por 5 minutos. Deixar esfriar, adicionar 3 gotas de Fenolftaleina

(solução permanecerá incolor) e titular com a solução padrão de NaOH 1 mol / L até a

solução assumir coloração rosa. Anotar os volumes de NaOH gastos na titulação da

amostra (VA) e da prova em branco (VB).

86

b.1. Exemplo de cálculo:

Para exemplificar os procedimentos de cálculo vamos assumir que:

- na análise de um calcário gastou-se 2,5 mL (VA) da solução de NaOH 1 mol/L.

- na titulação da prova em branco gastou-se 25 mL (VB) da solução de NaOH 1 mol/L.

Com a titulação da prova em branco obtém-se a quantidade de base necessária para

neutralizar a acidez contida nos 25 mL do HCl, portanto a quantidade de H+ efetivamente

adicionado para reagir com a amostra de calcário:

HCl do mL 25 nos H mol L

mol x V OH de mol c

cB

-c

HCl do mL 25 nos H mol 0,025 L

mol 1 x ,025L0 OH de mol c

c-c

Com a titulação referente à amostra, se está dosando a quantidade de base necessária

para neutralizar a acidez que sobrou após a reação do ácido com a amostra de 1 g do

calcário. Portanto a quantidade de H+ remanescente.

calcário o com reação da teremanescen H mol L

mol x OH de c

c-Ac Vmol

teremanescen H mol 0,0025 L

mol 1 x ,0025L OH de c

c- 0molc

Daí, por diferença tem-se a quantidade de H+ efetivamente que foi neutralizada pelo

calcário, ou seja o poder de neutralização (PN):

calcário) pelo consumido ( H mol 0,0225 PN

teremanescen H mol 0,0025 - adiconado H mol 0,025 PN

c

cc

Considerando que foi empregado uma grama de calcário, tem-se que o PN pode ser

expresso como:

kg

mol 22,5

g 000 1

mol 22,5 ou

g 1

mol 0,0225 PN ccc

87

Usualmente o PN é expresso em termos relativos ao CaCO3. Para tanto deve-se

considerar que:

c

c3mol

g 50 logo ,mol 2 tem

mol

g 100 CaCO mol 1

1 molc CaCO3 = 50 g

calcário de g 000 1

CaCO de g 1125

g 000 1

mol / g 50 x mol 22,5

g 000 1

mol 22,5 PN 3ccc

% 112,5 calcário de g 00 1

CaCO de g 112,5 PN 3

O PN de 112,5 g de CaCO3 por 100 g do calcário (112,5 %) indica

que: 100 g do calcário tem o mesmo efeito neutralizante do que

112,5 g de CaCO3 (para neutralizar 2,25 molc de acidez são

necessárias 100 g do calcário ou 112, 5 g de CaCO3).

88

c) Protocolo de determinação da eficiência relativa (ER) ou reatividade (RE)

Sobrepor as peneiras na ordem da menor malha (# 50) para a maior malha

(#10). Pesar de 100 a 200 g de calcário e colocar sobre a peneira superior. Agitar por 5

minutos e pesar a quantidade de calcário retido em cada peneira e a que passou pela última

(#50). Expressar os resultados em termos relativos à massa de calcário pesada.

c.1. Exemplo de cálculo

Pesaram-se 200 g do calcário e após a pesagem obteve-se:

Peneira: # 10 # 20 # 50

Partículas: > 2,0 0,84 - 2,0 0,30 -0,84 < 0,30

Massa pesada 2 23 30 145

Distribuição relativa (%)1 1 11,5 15 72,5

1 A distribuição relativa de cada fração é calculada pela fórmula:

100 x 200

pesada massa

Considerando-se a eficiência relativa de cada uma das frações, apresentadas em tabela

mostrada no “b” da Introdução, calcula-se a ER ou RE:

% 83,8 ER 100) x (72,5 60) x (15 20) x (11,5 0) x (1

ER100

Este valor de ER indica que 83,8 % do calcário será dissolvido no solo em um período

de três meses.

A ER também pode ser expressa de forma adimensional como reatividade (RE):

RE = (1x 0) + (11,5 x 0,20) + (15 x 0,60) + 72,5 x 1,00)

RE = 838 g/kg ou 838 g / 1000 g

RE = 0,838

89

d. Cálculo do poder relativo de neutralização total (PRNT) ou poder de neutralização efetiva (PNE)

Tanto o PRNT como o PNE ponderam o poder de neutralização (PN) e a

reatividade (RE) do calcário, em uma única grandeza. O PRNT que é a grandeza ainda

amplamente utilizada é expressa em termos relativos ao CaCO3, enquanto que o PNE

corresponde à mesma grandeza expressa em termos absolutos.

ER x PN

PRNT100

% 94,3 PRNT 83,8 x 12,5

PRNT100

1

Este valor de PRNT, indica que 100 partes (g, kg ou t) do calcário tem o mesmo

valor neutralizante que 94,5 partes de CaCO3, considerando um período de 3 meses.

Em termos de PNE (valor absoluto) será:

RE x kg

mol PN PNE c

kg

mol 18,9 0,838 x

kg

mol 22,5 E PN cc

Esta grandeza indica que 1 kg do calcário tem um poder de neutralização efetiva de

18,9 molc de acidez.

90

Acidez B

Acidez A

Anotar volume NaOH gasto Titulação (Amostra) (VA)

Anotar volume NaOH gasto Titulação (Prova em Branco) (VB)

Prova em branco

Titular

NaOH

1 mol/L

Colocar na chapa quente

(ferver por 5 minutos)

(Deixar Esfriar)

3 gotas

fenolftaleina

(Incolor)

Será titulada a acidez que sobrou da

reação (25mL HCl com 1 g de calcário)

Final da

Reação

Rosa

Colocar na chapa quente

(ferver por 5 minutos)

(Deixar Esfriar)

Zero gramas

calcário

25 mL

HCl 1 mol/L

Será titulada a acidez de HCl correspondente à

colocada para reagir com 1 g de calcário.

Titular

NaOH

1 mol/L

Final da

Reação

Rosa

3 gotas

fenolftaleina

(Incolor)

1 g

Calcário

25 mL HCl 1 mol/L

(excesso de ácido)

Determinação do poder neutralizante (PN)