Thermal analysis of brazilian tropical soils originating from different sources

Abstract

As amostras de solos tropicais brasileiros foram analisadas pelas técnicas térmicas termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) em atmosferas de ar sintético ou argônio. Nesse processo foi investigado o solo eutrudox Ródico com vegetação de floresta, queimado ou não em plantação de cana de açúcar, e aquele de fase arenosa com vegetação de cerrado. A partir da fração orgânica do solo, foram extraídos ácidos húmicos que se decompõem similarmente ao produto comercial, de acordo com as etapas: i) água adsorvida, desidratação, descarboxilação e perda de moléculas orgânicas, ii) decomposição da fração termolábil, iii) matéria orgânica macromolecular e iv) resíduos acima de 950 o C. As curvas de DSC deram correspondentes picos de perda de água perto de 100 o C e exotérmicos em temperatura maior que 300 o C, atribuídos à combustão de fração de matéria orgânica termolábil. As curvas TG dos solos são mais complexas que os ácidos húmicos, devido aos componentes inorgânicos, caracterizando os estágios: i) desidratação, ii) matéria orgânica termolábil, iii) domínio orgânico macromolecular, e iv) resíduos de óxidos. Essas decomposições correspondem a três picos endotérmicos em DSC e um exotérmico mostrado em atmosfera de ar sintético, atribuído à combustão da fração orgânica macromolecular na região de 300 o C. As curvas de DSC dos solos provenientes de plantação de cana de açúcar mostraram picos endotérmicos mais intensos do que aqueles de solo de floresta. Os resultados térmicos demonstram a influência do material orgânico, que é altamente influenciado pelo componente mineral com alto teor de resíduo, pelo uso na atividade da terra e também pelos processos de queimadas.Brazilian tropical Latosol soil samples were thermally analyzed associating thermogravimetric (TG) and differential scanning calorimetric (DSC) techniques under synthetic air or argon atmospheres. Rhodic eutrudox soils with forest vegetation, from unburnt and burnt cane plantations and that of a sandy phase having cerrado vegetation were investigated. From the organic soil fraction humic acids were extracted that decompose similarly to the commercial product, following the steps: i) adsorbed water, dehydrations, decarboxylations and release of organic molecules, ii) thermolabile decomposition fraction, iii) macromolecular organic matter and iv) residues. The DSC curves gave the corresponding peak for water release near 100 o C and exothermic peaks at temperatures higher than 300 o C, attributed to the combustion of thermolabile organic matter. The TG curves for all soil samples are more complex than those of the humic acids due to the inorganic components, being characterized by stages i) dehydration process, ii) thermolabile organic matter, iii) macromolecular organic domain and iv) oxide residues. These steps of decomposition correspond to three endothermic DSC peaks and one exothermic peak clearly shown under a synthetic air atmosphere, being attributed to the combustion of the macromolecular organic fraction near 300 o C. The DSC c...

Matéria orgânica em Neossolo de altitude: influência do manejo da pastagem na sua composição e teor

“…O peso inicial foi estabilizado a 30 ºC e a razão de aquecimento foi de 20 ºC min -1 até a temperatura de 1.000 ºC. As curvas de termodecomposição foram divididas em regiões, de acordo com a decomposição de diferentes estruturas (Critter & Airoldi, 2006). A recalcitrância química da MOS HF foi estimada pela razão entre a perda de massa no terceiro intervalo (470-800 ºC) e aquela no segundo intervalo (105-470 ºC) de temperatura (Mp 470-800/ /Mp 105-470 ).…”

“…No intervalo de temperatura entre 30 e 105 °C, a perda de massa da MOS HF variou entre 1,9 e 4,3 % (Quadro 3) e correspondeu à liberação de água de hidratação (Critter & Airoldi, 2006). No segundo intervalo de temperatura (105-470 °C), com exceção das camadas de 0-5 e 15-30 cm de MN, ocorreram as maiores perdas de massa para todas as amostras analisadas no intervalo de 30 a 996 °C (Quadro 3), indicando a predominância de grupos mais termolábeis em todas as amostras, como grupos fenólicos e carboxílicos, estruturas alifáticas tipo alquil e O-alquil, e de alguns grupos alquil aromáticos (Rosa et al, 2005;Critter & Airoldi, 2006).…”

“…Matéria orgânica com maior proporção de grupos funcionais e de cadeias alifáticas apresenta maior perda de massa em temperaturas inferiores a 400 °C, enquanto a presença de estruturas mais complexas e mais resistentes à termodegradação na composição da MOS acarreta perda de massa em temperaturas mais elevadas (Critter & Airoldi, 2006). Em geral, a matéria orgânica pirogênica sofre maior perda de massa em temperaturas acima de 500 °C e, quanto maior o grau de condensação ou de cristalização, mais alta será essa temperatura, podendo chegar a 650 °C (Hsieh & Bugna, 2008).…”

Impact of HNO3 Solution Treatment of South Brazil Coal Matrices on Their Chemical Composition and Humic Acids Yield

“…For T < 105 °C, the weight loss varied between 1.0 and 6.5% (data not shown), corresponding to the desorption of hydroscopic water from the organic matter. 25 Mass loss in the temperature range 105 to 435 ºC (Δm1) varied between 4.5 to 6.2%, and was assigned to the decomposition of more thermolabile structures, such as alkyl and O-alkyl structures, phenolic and carboxylic groups. 25 In the second T range, 435 to 535 °C (Δm2), the weight loss varied between 4.6 and 13.7% corresponding to less thermolabile structures, such as aromatic structures.…”

“…25 Mass loss in the temperature range 105 to 435 ºC (Δm1) varied between 4.5 to 6.2%, and was assigned to the decomposition of more thermolabile structures, such as alkyl and O-alkyl structures, phenolic and carboxylic groups. 25 In the second T range, 435 to 535 °C (Δm2), the weight loss varied between 4.6 and 13.7% corresponding to less thermolabile structures, such as aromatic structures. In the third T range, 535-800 °C (Δm3), the weight loss may be assigned to higher thermostable structures, including condensed aromatic structures.…”