pH do Solo

Experimento sobre pH do solo presente na sala do projeto Solo na Escola USP no Parque CienTec USP

pH do solo: Arrhenius, chuvas e carbonatos.

Materiais:
- Água sanitária (Hipoclorito de sódio - NaClO);
- Vinagre (Ácido acético - CH3COOH);
- Diferentes tipos de solos (em amostra seca);
- Copos de plástico pequenos. 

Procedimento:
    Prepare amostras do solo nos dois copos plásticos, distribuindo uma quantidade uniforme de solo em ambos, em seguida, adicione um pouco de água sanitária (Hipoclorito de sódio - NaClO) em um copo e observe. No outro copo, acrescente um pouco de vinagre (Ácido acético - CH3COOH) e observe.

Fatores de discussão:
    Para Arrhenius, um ácido é o todo composto que dissocia H+ em solução, enquanto uma base é um composto que dissocia OH-. A classificação ácido, neutro ou alcalino se dá por meio da concentração dos íons supracitados; a água pura apresenta esses íons em iguais concentrações e seu produto (Kw), isso quer dizer que a água sofre uma auto-ionização e que o produto de suas concentrações a 25°C é igual a 1 . 10^-14, sendo esse valor obtido empiricamente. Por isso, a escala de pH (potencial hidrogeniônico) varia de 0 a 14, pois é a concentração do íon H+ aplicado a menos logaritmo (– log).

H2O(ℓ) ↔ H+(aq) + OH-(aq)

Kw = [H+] . [OH-] = 1 . 10-14

    Portanto, pH = 7 é a classificação neutra, pH > 7 são classificados como alcalinos e pH < 7 são classificados como ácidos. Na maioria dos solos, o pH da solução do solo (fase líquida do solo) varia entre os valores de pH 4 e 9. O grau de acidez ou de alcalinidade do solo é influenciado pelos tipos de materiais que o originaram. Como os níveis de pH controlam vários processos químicos que acontecem no solo – especificamente, disponibilidade de nutrientes de planta – é vital manter níveis adequadas para suas plantas para atingir seu potencial.

    Fenômenos naturais, mas não apenas eles, são capazes de variar o pH dos solos, por exemplo a chuva, a água pluvial reage com o gás carbônico atmosférico ou do próprio solo produzido pelos micro-organismos formando ácido carbônico que se dissocia em íons bicarbonato e H+. Sendo assim, é completamente plausível compreender que lugares úmidos como margens de rios, lagos e pântanos possuam solos ácidos.

CO2(g) + H2O(ℓ) → H2CO3(aq) ⇌ HCO3-(aq) + H+(aq)

    Se o solo que você testou for alcalino, será observado ao colocar um pouco de solução de ácido acético (vinagre) uma efervescência na amostra, essa é uma reação formadora de gás que acontece com os carbonatos que estão presentes no solo, por exemplo o carbonato de cálcio, liberando gás carbônico e água.

CaCO3(s) + 2CH3COOH(aq) → H2O(ℓ) + CO2(g) + Ca(C2H3O2)2(aq)

CO32-(aq) + 2H+(aq) → H2O(ℓ) + CO2(g)

    Talvez se perguntem o porquê a presença de carbonato no solo indica alcalinidade, sem entrar em méritos das teorias ácido-base que existem (Arrhenius, Brønsted-Lowry, Lewis, etc), a calcita (carbonato de cálcio) reage com a água liberando várias hidroxilas (OH-) no meio.

CO32-(aq) + H2O(ℓ) ⇌ HCO3-(aq) + OH-(aq)

HCO3-(aq) + H2O(ℓ) ⇌ H2CO3(aq) + OH-(aq)

H2CO3(aq) ⇌ H2O(ℓ) + CO2(g)

    Algo parecido acontece com o hipoclorito de sódio (água sanitária) para que tenha pH alcalino, apesar de não apresentar uma hidroxila como na definição clássica de base Arrhenius, o ácido cloroso é um ácido fraco e há a liberação de uma hidroxila, o que faz o meio ser alcalino.

NaClO(s) ↔ Na+(aq) + ClO-(aq)

ClO-(aq) + H2O(l) ↔ HClO(aq) + OH-(aq)

Material produzido por:
Adriano Paulo Aparecido Pereira de Oliveira
Aluno PUB do Instituto de Química da Universidade de São Paulo

Referências:

BRADY, N.C.; WEIL, R.R. Elementos da natureza e propriedades dos solos. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.

VOGEL, Análise Química Quantitativa, 6ª Edição, Rio de Janeiro-RJ, LTCEditora, 2002.

J. C. Kotz, P. M. Treichel, G. C. Weaver, Química Geral e Reações Químicas, 6a ed., trad. F. M. Vichi, S. A. Visconte, Cengage Learning, São Paulo, 2010.