OBJETIVOS General
Aplicar nuestros conocimientos adquiridos durante el laboratorio de principios de análisis químico, en el estudio de un fertilizante NPK.
Específicos
Identificar los principales usos de los fertilizantes y su composición. Analizar cuantitativamente y cualitativamente los componentes presentes en un fertilizante comercial. MARCO TEÓRICO FERTILIZANTES
Un fertilizante es un tipo de sustancia o denominados nutrientes, en formas químicas solubles y asimilables por las raíces de las plantas, para mantener y/o incrementar el contenido de estos elementos en el suelo. Las plantas no necesitan compuestos complejos, del tipo de las vitaminas o los aminoácidos, esenciales en la nutrición humana, pues sintetizan todos los que precisan. Sólo exigen una docena de elementos químicos, que deben presentarse en una forma que la planta pueda absorber, estos elementos son N, P, K, Ca, S y Mg. 1. Clasificación: 1. FERTILIZANTES ORGÁNICOS Y MINERALES: los abonos orgánicos son productos derivados de productos vegetales o animales que cumplen las características mínimas exigidas. Los fertilizantes minerales o químicos son productos obtenidos mediante procesos químicos desarrollados a escala industrial. Se trata de productos inorgánicos obtenidos generalmente por síntesis. 2. FERTILIZANTES SIMPLES Y COMPUESTOS: los abonos pueden contener uno o más de los elementos nutritivos principales (N, P, K). Los fertilizantes simples según el elemento que contengan se denominan abonos nitrogenados (N), fosfatados (P) o potásicos (K). Los abonos compuestos, cuando estos se obtienen por simple mezcla más o menos elaborada de componentes simples. Cuando se elabora productos con más de un nutriente principal pero mediante combinación química de varios productos se suele denominar abonos complejos. En cualquier caso cabe distinguir dentro de los abonos compuestos o complejos, entre abonos o fertilizantes binarios o ternarios según que contengan dos o tres de los elementos citados, independiente de cualquier otro elemento nutritivo que pudieran tener.
3. FERTILIZANTES SÓLIDOS: estos pueden presentarse en polvo, cristalizados, granulados o perlados (producto obtenido por la solidificación de gotas muy finas que se pulverizan desde la parte alta de una torre de “prilado”). 4. FERTILIZANTES LÍQUIDOS: se trata de soluciones más o menos concentradas que pueden contener uno o más elementos nutritivos como los abonos sólidos. Los más frecuentes son las soluciones nitrogenadas y suspensiones ternarias que son abonos compuestos líquidos.
2. Identificación: Todos los fertilizantes tienen tres números en la etiqueta que indica el análisis del fertilizante, o "porcentaje en peso" de nitrógeno, fósforo y potasio, en ese orden. Por lo tanto, una bolsa de 50 kilos de fertilizante 20-10-5 etiquetados que contienen 20% de nitrógeno (10 libras), el 10% los fosfatos disponibles (5 libras), y el 5% Potasio soluble (2,5 libras). Además, este producto se considera un fertilizante "completo", ya que los tres nutrientes están presentes. Un fertilizante "incompleto" tendría una etiqueta como 0-0-60 o 46-0-0, ya que sólo tendría uno de los tres nutrientes principales presentes. Otro ejemplo de un fertilizante incompleto sería 0-20-20, ya que uno de los tres nutrientes que falta. Los fertilizantes también tienen "relaciones" que indican las cantidades relativas de nutrientes entre sí. Por ejemplo, un fertilizante 10-10-10 es una relación de 1-1-1, y un fertilizante 20-105 es una relación de 4-2-1. Las proporciones pueden ser útiles en la búsqueda de la "combinación adecuada" para un determinado tipo de planta o de la situación. Por ejemplo, huertos con frecuencia una relación de 1-2-1, que se traduciría en un fertilizante 5-10-5 o 20/10/10. La mayoría de los árboles con una proporción de 2-1-1, lo que sería un producto fertilizante o como 10-5-5 20-10-10. Céspedes prefiere un fertilizante 3-1-2 relación, por lo que un producto fertilizante con 30-10-20 en la etiqueta sería una buena relación. Fertilizantes de alto análisis (aquellos con un mayor número en la etiqueta) se aplicaría a una tasa menor para obtener los mismos resultados. En otras palabras, 5 libras de un fertilizante 20-20-20 produciría la misma cantidad de nutrientes reales como 10 libras de un fertilizante 10-10-10.
3. Producción:
Todos los proyectos de producción de fertilizantes requieren la transformación de compuestos que proporcionan los nutrientes para las plantas: nitrógeno, fósforo y potasio, sea individualmente (fertilizantes "simples"), o en combinación (fertilizantes "mixtos"). 1. Nitrógeno: El amoníaco constituye la base para la producción de los fertilizantes nitrogenados, y la gran mayoría de las fábricas realizan la producción industrial del amoniaco (proceso Haber), el N2 y el H2 gaseosos se calientan a aproximadamente 500 °C y pasan sobre un catalizador. Se permite que la mezcla gaseosa resultante se expanda y se enfrié, con lo cual el NH3 se licua. El N2 y el H2 gaseosos que no reaccionaron se recirculan.
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De manera alternativa, el amoniaco se puede convertir en nitrato de amonio, NH4NO3, sulfato de amonio, (NH4)2SO4, o hidrogeno fosfato de amonio, (NH4)2HPO4, por medio de las siguientes reacciones. (
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Otro método para obtener sulfato de amonio por dos pasos:
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Este procedimiento es adecuado porque las materias primas. Dióxido de carbono y sulfato de calcio, son menos costosas que el acido sulfúrico. Para aumentar el rendimiento, se hace que el amoniaco sea el reactivo limitante y, el carbonato de amonio en la segunda reacción. 2. Fosforo: Los fertilizantes de fosfato incluyen los siguientes: piedra de fosfato molida, escoria básica (un subproducto de la fabricación de hierro y acero), superfosfato (que se produce al tratar la piedra de fosfato molida con ácido sulfúrico), triple superfosfato (producido al tratar la piedra de fosfato con ácido fosfórico), y fosfato mono y diamónico. Casi toda la roca fosfórica que se extrae de yacimientos se transforma en fertilizantes. El Ca3(PO4)2 de la roca fosfórica es insoluble (kps =2.0x10-29), y se convierte en una forma soluble para usos en fertilizante tratando la roca con acido sulfúrico o fosfórico.
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La mezcla que se forma cuando se trata la roca fosfórica molida con acido sulfúrico y se pulveriza se conoce como superfosfato. El CaSO4 formado en este proceso sirve de poco en el suelo salvo cuando hay deficiencia de calcio o azufre. En este material también diluye el fosforo, que es el nutrimiento o nutriente de interés. Si la roca fosfórico se trata con acido fosfórico, el producto no contiene CaSO4 y tiene un porcentaje mayor de fosforo. Este producto se conoce como superfosfato triple. Aunque la solubilidad del Ca(H2PO4)2 le permite ser asimilado por las plantas, también es posible que el agua lo arrastre del suelo hacia los cuerpos acuáticos y de este modo también contribuye para la contaminación del agua. 3. Potasio: Todos los fertilizantes de potasio se fabrican con salmueras o depósitos subterráneos de potasa. Las formulaciones principales son cloruro de potasio, sulfato de potasio y nitrato de potasio.
ANÁLISIS DE FERTILIZANTES El análisis del fertilizante NPK se realizara según la norma técnica colombiana (NTC 1297), a continuación se enumeran los análisis que se van a realizar. 1. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE NITRÓGENO TOTAL, AMONIACAL, NÍTRICO, ORGÁNICO Y UREICO. Se realiza de acuerdo con las correspondientes normas NTC 370. 2. MÉTODO DE ENSAYO CUANTITATIVO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NITRÓGENO AMONIACAL Y DE NITRATOS. Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 209. 3. MÉTODO CUANTITATIVO PARA DETERMINAR EL NITRÓGENO AMONIACAL POR DESTILACIÓN Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 211. 4. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE FÓSFORO ASIMILABLE Y SOLUBLE EN AGUA. Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 234. 5. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE POTASIO SOLUBLE EN AGUA.
Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 202. 6. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE AZUFRE DE SULFATOS. Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 1154. 7. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE CALCIO. Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 302. 8. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE MAGNESIO. Se efectúa de acuerdo con lo indicado en la NTC 643. 1. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE NITRÓGENO TOTAL, AMONIACAL, NÍTRICO, ORGÁNICO Y UREICO.
Nitrógeno Total ( NTC 370) Nitrógeno que se determina aplicando el método de Kjeldahl, comprende el que proviene de todos los compuestos nitrogenados, tanto orgánicos como inorgánicos contenidos en el fertilizante.
ENSAYOS 1. MÉTODO KJELDAHL 1.1. Principio del método Consiste en convertir el nitrógeno presente en el fertilizante en sulfato de amonio por digestión con ácido sulfúrico concentrado en presencia de un catalizador. El amonio formado se libera por adición de hidróxido de sodio en exceso, se destila a una solución absorbedora de ácido sulfúrico clorhídrico y se titula el exceso de ácido con solución valorada de hidróxido de sodio o potasio. 1.2. Aparatos 1.2.1.Balanza analítica. 1.2.2. Para la digestión. Un balón de Kjeldahl de 800 ml. 1.2.3. Para la destilación (véase Figura 1). Se utiliza un balón de Kjeldhal de 800 ml colocado en forma inclinada, tapado con un tapón de caucho perforado, en el cual se inserta un tubo de vidrio con una trampa para evitar el arrastre mecánico durante la destilación. Dicha trampa se conectado por medio de un tubo a un refrigerante, cuyo extremo inferior debe quedar por debajo del nivel del ácido, colocado en el Erlenmeyer de 250 ml de capacidad (véase la Figura 1). Para el calentamiento del balón Kjeldhal puede usarse un equipo eléctrico u otra fuente de calor.
1.2.4. Equipo eléctrico u otra fuente de calor apropiada. 1.2.5. Equipos para la titulación. 1.2.5.1. Volumétrica. Bureta con división de 0,1 ml o bureta de adición automática con indicador de volumen con precisión ± 0,01 mg. 1.2.5.2. Potenciométrica. Potenciómetro o potenciómetro acoplado a la bureta automática.
1.3. Reactivos Los reactivos empleados en el ensayo deben ser grado reactivo u otro grado cuando se especifique. 1.3.1.Ácido sulfúrico del 93 % - 98 %, (r.a. o técnico). 1.3.2. Mezcla catalizadora (mezclar 10,4 g de sulfato de potasio, 0,3 g de sulfato de cobrepentahidrado y 0,3 g de óxido de titanio). 1.3.3. Solución de sulfuro o de tiosulfato. Se prepara disolviendo 40 g de sulfuro de potasio técnico en 1 000 ml de agua (se puede usar una solución de 40 g de sulfuro de sodio u 80 g de tiosulfato de sodio Na2S2O3 .5H2O en 1000 ml de agua). 1.3.4. Solución de hidróxido de sodio o de potasio 45 %. Se prepara disolviendo 450 g de hidróxido de sodio (r.a. o técnico) en agua y se diluye hasta 1000 ml. 1.3.5. Indicador de rojo de metilo. Se prepara disolviendo 1 g de rojo de metilo en 200 ml de alcohol etílico. 1.3.6. Solución 0,3 - 0,5 N de ácido clorhídrico o ácido sulfúrico. También se puede usar una solución 0,1 N cuando el contenido de nitrógeno es pequeño. Esta solución debe valorarse periódicamente. 1.3.7. Solución 0,3 - 0,5 N de hidróxido de sodio o de potasio. Esta solución debe valorarse periódicamente con biftalato de potasio. 1.3.8.Granallas de cinc o cerámicas.
1.4. Procedimiento 1.4.1.Se pesan 0,7 g a 2,2 g de muestra, con la precisión al miligramo y se colocan en el balón Kjeldahl seco. 1.4.2. Para muestras que contengan nitratos. Se agregan 40 ml de ácido sulfúrico que contengan 2 ml de ácido salicílico. Se agita hasta mezclar completamente y se deja en reposo 30 min, agitando periódicamente, luego se agregan 5 g de tiosulfato de sodio. Se agita, se deja en reposo durante 5 min y se calienta suavemente hasta que disminuya la espuma; luego se suprime el calentamiento.
Se agrega el balón Kjeldahl 2,0 g de mezcla catalizadora. Se hierve vivamente hasta que se clarifique la solución y luego durante 30 min más. Se continúa como en el numeral 1.4.4. 1.4.3.Para muestras libres de nitratos. Se agregan 2,0 g de mezcla catalizadora y 25 ml de ácido sulfúrico. Si se usa una muestra mayor de 2,2 g se aumenta el ácido sulfúrico en cantidad de 10 ml por cada gramo de muestra. Se coloca el balón en posición inclinada y se calienta suavemente hasta que cese la espuma; se añade una pequeña cantidad de parafina. Si es necesario, se hierve fuertemente hasta que la solución se aclare y luego durante 30 min como mínimo (2 h para muestras que contengan materia orgánica). Se continúa como se indica en el numeral 1.4.4. 1.4.4.Destilación. Se enfría al aire, se agregan aproximadamente 200 ml de agua, se refrigera exteriormente hasta temperatura ambiente. Se agregan granallas de zinc para regular la ebullición, se inclina el balón y se agregan 60 ml de solución de hidróxido de sodio o potasio al 45 %, o la cantidad suficiente para hacer el medio fuertemente alcalino. Inmediatamente se conecta el balón al refrigerante y éste a una trampa de vapor de tal modo que el extremo del refrigerante quede sumergido en una cantidad conocida de solución 0,3 a 0,5 N de ácido sulfúrico o clorhídrico. Luego se calienta hasta que haya destilado todo el amoníaco (150 ml de destilado, mínimo) o prueba con papel tornasol rosado de resultado negativo de amonio. Se retira el tubo de salida del destilado, enjuagando el exterior del tubo en el destilado para evitar el arrastre de vapor. Nota 1. Agregar lentamente la solución alcalina por las paredes girando suavemente el balón
1.4.5.Valoración del exceso de ácido. 1.4.5.1. Titulación con indicador rojo de metilo. Se titula el exceso de la solución de ácido con la solución alcalina valorada de hidróxido de sodio o potasio, usando dos gotas de rojo de metilo como indicador. Se corrige el resultado efectuando el ensayo en blanco, con los reactivos (sometiendo a digestión y destilación). 1.4.5.2. Titulación potenciométrica. - Calibrar el potenciómetro con buffers pH 4.00 y pH 7.00. - Se coloca un Erlenmeyer con un agitador magnético y el electrodo del potenciómetro sumergido en la solución. Se titula con hidróxido de sodio o de potasio 0,3 - 0,5 N hasta pH de 5,0. - Se realiza un ensayo de blanco sin muestra en la forma anterior (sometiendo a digestión y destilación). Nota 2. La bureta de donde se dosifique el hidróxido de sodio o de potasio 0,3 - 0,5 N puede se digital y/o acoplada al potenciómetro, caso en el cual se sugiere disminuir la velocidad de adición de soda para el blanco en cuatro unidades de pH antes de llegar al pH 5, y para la muestra, dos unidades de pH. Esta sugerencia se hace debido al efecto buffer que tiene el cloruro de amonio (NH4Cl) presente en la muestra y no en el blanco
2. MÉTODO ALTERNO. 2.1. Principio del método Consiste en reducir los nitratos y nitritos a amoníaco mediante la aleación desvarada; a su vez convertir el nitrógeno presente en el fertilizante en sulfato de amonio por digestión con ácido sulfúrico concentrado en presencia de un catalizador. El amonio formado se libera por adición de hidróxido de sodio o de potasio en exceso, y se recoge en ácido sulfúrico o clorhídrico. Se titula el exceso de ácido con solución valorada de hidróxido de sodio o de potasio. 2.2. Aparatos 2.2.1.Equipo para destilación. Véase numeral 1.2.3. 2.2.2.Balanza analítica 2.2.3.En equipo eléctrico u otra fuente de calor apropiado. 2.2.4. Equipo usual de laboratorio. 2.3. Reactivos 2.3.1.Ácido sulfúrico concentrado del 93 % al 98 %. 2.3.2.Sulfato de sodio anhidro. 2.3.3. Solución al 40 % de hidróxido de sodio o de potasio. 2.3.4.Indicador rojo de metilo (1 g en 200 ml de alcohol etílico). 2.3.5.Aleación devarda (50 partes de cobre, 45 partes de aluminio y 5 partes de cinc). 2.3.6.Solución de hidróxido de sodio o de potasio aproximadamente 0,3 a 0,5 N. 2.3.7.Granallas de cinc. 2.3.8.Sulfato de cobre. 2.3.9.Solución 0,3 - 0,5 N de ácido sulfúrico o clorhídrico.
Nota 3. Mientras no se indique otra especificación todos los reactivos deben responder a la calidad de reactivos analíticos.
2.4. Procedimiento 2.4.1.Se coloca una masa de 0,5 g a 0,6 g de muestra con una precisión de 0,1 mg en un balón de Kjeldahl de 500 ml a 800 ml de capacidad. 2.4.2. Adicionar en el siguiente orden 1 g de aleación de devarda, 32 ml de agua destilada y 3 ml de hidróxido de sodio o de potasio al 40 %. 2.4.3.Se conecta el balón al refrigerante para la destilación, de tal forma que el extremo de salida quede sumergido en un Erlenmeyer de 250 ml de capacidad, conteniendo 25 ml de ácido sulfúrico o clorhídrico 0,3 - 0,5 N, previamente estandarizado, más 55 ml de agua destilada para obtener un volumen total de 80 ml como solución absorbente de ion amonio. 2.4.4.Se mezcla el contenido del balón y se calienta fuertemente hasta tener en el receptor un volumen de 105 ml. Se apaga la fuente de calor y se retira rápidamente la solución absorbente de la salida del refrigerante para que no haya retroceso del destilado al balón Kjeldhal al enfriarse.
Nota 4. Para favorecer el enfriamiento y para evitar que se seque el remanente por el calor residual que se desprende, se actúa de la siguiente manera: Si el equipo de refrigeración es de gas, se retira inmediatamente la llama; si es eléctrico se apaga y se coloca una mallade asbesto entre la resistencia y el balón.
2.4.5.Una vez enfriado a 25°C el balón Kjeldahl se efectúa la digestión así: Al residuo que se encuentra en el balón se deben adicionar lentamente 20 ml de ácido sulfúrico concentrado, 0,5 g a 1 g de sulfato de cobre pentahidratado y 12 g de sulfato de sodio anhidro. Se debe mezclar e iniciar la digestión con calentamiento fuerte hasta la aparición de densos humos blancos en el cuello del balón Kjeldahl. Nota 5. La muestra no se debe sobrecalentar por mucho tiempo porque puede haber descomposición parcial del nitrógeno, dando por consiguiente resultados bajos.
2.4.6.Terminado el proceso, se deja enfriar un poco y se agregan 80 ml de agua destilada para diluir el producto de la digestión. No se debe permitir el enfriamiento total antes de adicionar el agua, pues se formaría una pasta difícil de disolver. Se enfría nuevamente a 25°C y se agregan unas granallas de cinc metálico, 90 ml de hidróxido de sodio o de potasio al 40 % o la cantidad suficiente para hacer el medio fuertemente alcalino, dejando que resbale lentamente por el cuello del balón. 2.4.7.Inmediatamente se conecta el balón al refrigerante y la trampa, de tal modo que el extremo del refrigerante quede sumergido nuevamente en el misma solución absorbente del ión amonio utilizada en la primera destilación. Si el equipo de destilación es eléctrico hay necesidad de prender la fuente de calor por lo menos 15 min antes de iniciar el proceso. Se destila hasta obtener un volumen final en el Erlenmeyer receptor de 210 ml, o una prueba con papel tornasol rosado de resultado negativo de amonio. 2.4.8. Valoración del exceso de ácido. 2.4.8.1. Titulación con indicador rojo de metilo. Se agregan al Erlenmeyer dos o tres gotas de rojo de metilo y se titula el exceso de ácido con solución de hidróxido de sodio o de potasio 0,3 -0,5 N aproximadamente .Se realiza un ensayo en blanco con los reactivos, en la forma anterior. 2.4.8.2. Titulación potenciométrica. - Calibrar el potenciómetro con buffer pH 4,0 y pH 7,0. - Se coloca el Erlenmeyer con un agitador magnético y el electrodo del potenciómetro sumergido en la solución. Se titula con hidróxido de sodio o de potasio 0,3 - 0,5 N. Se realiza un ensayo en blanco con los reactivos en la forma anterior.
2. MÉTODO DE ENSAYO CUANTITATIVO PARA LA DETERMINACIÓN DEL NITRÓGENO AMONIACAL Y DE NITRATOS.
1.1. Nitrógeno amoniacal y de nitratos (NTC 209). Comprende el nitrógeno proveniente de amoniaco libre, nitratos, nitritos y sales de amonio. La muestra no debe contener materia orgánica, urea o cianamida y sus sales. ENSAYO 1. Principio del método Consiste en reducir los nitratos y nitritos a amoníaco mediante la acción del hidrógeno naciente producido in situ por la reacción de la soda sobre la aleación Devarda. Seguidamente, el amoníaco resultante, así como el desprendido de las sales de amonio por acción de una solución de hidróxido de sodio, son arrastrados por efecto del calor y el vapor de agua, y recogidos en una solución de ácido sulfúrico o clorhídrico. Este debe ser valorado por volumetría o potenciometría. 2. Equipos 2.1. Balanza con precisión de ± 0,0001 g 2.2. Para la digestión y destilación Destilación simple. Se utiliza un balón Kjeldahl de 800 ml colocado en forma inclinada, tapado con un tapón de caucho perforado, en el cual se inserta un tubo de vidrio con una trampa para evitar el arrastre mecánico durante la destilación. Esta trampa se conecta por medio de un tubo a un refrigerante, cuyo extremo inferior debe quedar por debajo del nivel del ácido colocado en el Erlenmeyer de 250 ml de capacidad. Para el calentamiento del balón Kjeldahl puede usarse un equipo eléctrico u otra fuente de calor.
2.3. Titulación 2.3.1.Volumétrica. Bureta de 50 ml con divisiones de 0,1 ml o bureta de adición automática con indicador de volumen con precisión de ± 0,01 ml. 2.3.2. Potenciométrica 2.3.2.1. Potenciómetro o potenciómetro acoplado a la bureta automática
3. Reactivos Todos los reactivos utilizados deben responder a la calidad reactiva analítica o equivalente. 3.1. Agua destilada o agua tipo I 3.2. Solución de hidróxido de sodio 0,25 M a 0,3 M (0,25 N a 0,3 N) 3.3. Solución 0,25 M a 0,15 M (0,5 N a 0,3 N) de ácido sulfúrico ó ácido clorhídrico 0,1 M (0,1N) cuando el contenido de nitrógeno esperado sea menor del 5 %. 3.4. Solución al 50 % de hidróxido de sodio 3.5. Solución al 20 % de hidróxido de sodio 3.6. Aleación Devarda 3.7. Citrato tributílico o parafina líquida, como antiespumante 3.8. Indicador rojo de metilo al 0,5 % en alcohol etílico al 95 % 3.9. Buffers pH:4 y pH:7 (para titulación potenciométrica) 4. Procedimiento 4.1. Preparación 4.1.1.Se pesan de 0,359 0 g a 0,500 0 g de muestra molida con precisión de ± 0,000 1 g y se coloca en un balón Kjeldahl. 4.1.2.Si la muestra es un nitrato, se disuelve con agua destilada de 3,500 0 g a 5,000 0 g pesados con precisión de ± 0,000 1 g en un matraz aforado de 250 ml y se toma una alícuota de 25 ml. 4.2. Destilación Simple 4.2.1.Se conecta el refrigerante de tal modo que su extremo quede por debajo del nivel del ácido en el Erlenmeyer. El volumen de ácido colocado en el Erlenmeyer debe ser por lo menos de 2 ml en exceso del volumen requerido (1 ml por cada 1 % de nitrógeno en la muestra, más 2 ml en exceso). 4.2.2.A la muestra colocada en el balón Kjeldahl se adicionan 300 ml de agua destilada o tipo I, 3 g de aleación Devarda, de 1 ml a 3 ml de citrato terbutílico y 5 ml de hidróxido de sodio al 50 %, vertiendo este último por las paredes del balón de tal modo que no se mezcle de una vez el contenido. Se conecta el refrigerante manteniendo el extremo de éste sumergido en el ácido valorado. Se mezcla el contenido del balón por rotación. 4.2.3.Se lleva a la fuente de calor, y ésta debe regularse, de modo que el contenido del balón no llegue a la ebullición hasta que se completen las reacciones, lo cual ocurre en aproximadamente 15 min. Luego, se aumenta el calor con el fin de destilar aproximadamente 250 ml en 1 h. Se desconecta el balón Kjeldahl del condensador y se retira la fuente de calor. 4.2.4.Se retira el tubo de salida del destilado, enjuagando el exterior del tubo en el destilado para evitar el arrastre de vapor. 4.2.5.Valoración Del Exceso De Ácido
4.2.5.1. Titulación con indicador rojo de metilo, se agregan al Erlenmeyer dos a tres gotas de indicador rojo de metilo, y se titula el exceso de ácido con solución de hidróxido de sodio 0,1 M (0,1 N) Se realiza un blanco sin muestra en la forma anterior (sometiendo a digestión y destilación). 4.2.5.2. Titulación potenciométrica - Calibrar el potenciómetro con Buffers pH:4.00 y pH: 7.00 - Se coloca el Erlenmeyer con un agitador magnético y el electrodo del potenciómetro sumergido en la solución. Se titula con soda 0,1 N hasta pH de 5 - Se realiza un ensayo de blanco sin muestra en la forma anterior (sometiendo a digestión y destilación).
3. MÉTODO CUANTITATIVO PARA DETERMINAR EL NITRÓGENO AMONIACAL POR DESTILACIÓN 1.2. Nitrógeno amoniacal (NTC 211) Nitrógeno que destila bajo la forma de amoníaco cuando la muestra es hervida con una suspensión acuosa de óxido de magnesio o de hidróxido de sodio o de potasio. Comprende el nitrógeno de amoníaco libre y de sales de amonio. ENSAYO 1. Principio Del Método Consiste en liberar el nitrógeno amoniacal presente en el fertilizante mediante la adición de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o de óxido de magnesio. Seguidamente el amoníaco liberado es arrastrado por el vapor de agua y es recogido sobre una solución ácida en la que se forma la sal de amonio correspondiente la cual se valora en forma directa o por retroceso. 2. Equipos Y Materiales 2.1. Balanza analítica, capaz de pesar con aproximación a 0,000 1 g 2.2. Destilador Kjeldahl, manual o automático. 2.3. Equipo eléctrico de calentamiento u otra fuente de calor apropiada 2.4. Material de vidrio usual de laboratorio 3. Reactivos
Para efectuar este ensayo se emplean los siguientes reactivos, los cuales deben responder a la calidad reactiva para análisis mientras no se indique otra especificación. 3.1. Solución de hidróxido de sodio o de potasio al 50 % Esta solución se puede remplazar por óxido de magnesio (MgO) seco y libre de carbonatos. NOTA La concentración de la solución de hidróxido de sodio se puede modificar de acuerdo con las especificaciones del equipo de destilación empleado.
3.2. Solución receptora: ácido sulfúrico (H2SO4) o ácido clorhídrico (HCl) 0,3 N a 0,5 N También se puede usar una solución receptora de ácido bórico al 4 % a la que se adiciona 1 ml dela solución de indicador mixto por cada litro de solución receptora. Se ajusta el pH a 5,2 con NaOH al 1 % (el color de la solución se torna vino tinto). 3.3. 3.3.1.Indicadores Rojo de metilo: Se disuelve 1 g de rojo de metilo en 200 ml de alcohol etílico. Se utiliza cuando la solución receptora es HCl o H2SO4. 3.3.2.Indicador mixto: Se pesan 0,5 g de verde de bromocresol y 0,1 g de rojo de metilo y se llevan a 100 ml con alcohol etílico. Se ajusta el pH a 4,5 con NaOH o HCl diluidos. Se utiliza cuando la solución receptora es ácido bórico. 3.4. Soluciones valorantes o titulantes. 3.4.1. Solución de hidróxido de sodio o de potasio 0,3 N - 0,5 N valorada, se utiliza cuando la solución receptora es HCl o H2SO4. 3.4.2.Solución de ácido clorhídrico o sulfúrico, 0,02 N – 0,05 N, valorada, se utiliza cuando la solución receptora es ácido bórico. 4. Procedimiento 4.1. Destilación por arrastre con vapor: Se pesa mínimo 0,1 g de muestra, con aproximación al miligramo, de acuerdo con el contenido de amoníaco que se presume, se coloca en el recipiente de destilación con 20 ml de agua y se adicionan cuidadosamente 20 ml de solución de hidróxido de sodio o de potasio al 40 % - 50 %, manual o automáticamente, para evitar pérdida de amoníaco. En lugar de la solución de hidróxido de sodio o de potasio se puede emplear 0,5 g a 2 g de MgO. Se inicia la destilación, recibiendo el destilado dentro de la solución receptora hasta que hayan destilado 100 ml, o hasta que el destilado obtenido tenga pH neutro. 5. Valoración 5.1. Valoración por retroceso: Se realiza cuando el destilado se recibe sobre una solución de HCl o H2SO4 Se agregan al Erlenmeyer dos o tres gotas de indicador rojo de metilo, y se titula el exceso de ácido con solución de hidróxido de sodio o de potasio 0,3 N a 0,5 N previamente valorada, hasta que el indicador vire de rojo a amarillo. Se realiza un ensayo en blanco con los reactivos, como se indicó anteriormente (véase los numerales 4.1. También se puede realizar una titulación potenciométrica automática.
5.2. Valoración directa: Se realiza cuando el destilado se recibe sobre una solución de ácido bórico. Se titula el destilado con una solución de HCl o H2SO4 0,02 N a 0,05 N valorada, hasta que el indicador vire a rojo. Se realiza un ensayo en blanco con los reactivos, como se indicó anteriormente (véase los numerales 4.1).
4. MÉTODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL FÓSFORO (NTC 234)
Fósforo total: cantidad de fósforo proveniente de todos los compuestos fosfatados, tanto orgánicos como inorgánicos, presentes en el abono o fertilizante. Fósforo soluble en agua: cantidad de fósforo presente en la porción soluble en agua de un abono o fertilizante.
FOSFORO TOTAL 1. Reactivos 1.1. Solución de nitrato de magnesio. Se disuelve 950 g de Mg(NO3)2.6H2O en agua y completar hasta 1 L 1.2. Ácido perclórico (HClO4) concentrado 70 % - 72 % 1.3. Ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado 96 % -98 % 1.4. Ácido clorhídrico (HCl) concentrado 35 % - 37 % 1.5. Nitrato de sodio (NaNO3) o nitrato de potasio (KNO3) 1.6. Ácido nítrico (HNO3) concentrado 60 % - 63 % 1.7. Solución de molibdato de amonio. Se disuelven 100 g de trióxido de molibdeno (MoO3) en una mezcla de 144 ml de hidróxido de amonio (NH4OH) y 271 ml de agua destilada (ó tipo l). Se enfría y se vierte la solución lentamente y con agitación constante en una mezcla enfriada de 489 ml de ácido nítrico (HNO3) y 1148 ml de agua destilada (ó tipo l). Se mantiene la mezcla final en reposo durante varios días o hasta que una porción calentada a 40 °C no deposite precipitado amarillo. Se decanta la solución de cualquier sedimento y se guarda en frascos con tapón de vidrio. 1.7.1.Solución acidificada de molibdato de amonio. A 100 ml de la solución de molibdato de amonio se agregan 5 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado. Se debe filtrar inmediatamente antes de usar. 1.8. Solución valorada de hidróxido de sodio o de potasio de concentración 0.32 N aproximadamente 1.9. Solución valorada de ácido clorhídrico (HCl) o nítrico (HNO3).Se prepara una solución de concentración correspondiente a la del álcali (numeral 1.1.8) o la mitad de esta
concentración y se valora por titulación contra esa solución, usando fenolftaleína como indicador. 2. Materiales y equipos 2.1. Bureta de 50 ml 2.2. Bureta de 10 ml 2.3. Agitador mecánico 2.4. Equipo de filtración 2.5. Material usual de laboratorio 3. Preparación de la solución de muestra Se pesa 1 g o la cantidad indicada de muestra (según sea el método) con precisión de 0,1 mg. Se somete a uno de los siguientes tratamientos, de acuerdo con el tipo de muestra a analizar y como se señala en los numerales 1, 2, 3, 4, ó 5 3.1. Materiales que contienen pequeñas cantidades de materia orgánica. Se disuelve la muestra con una mezcla de: 30 ml ácido nítrico (HNO3) y de 3 ml a 5 ml de ácido clorhídrico(HCl).Se lleva a ebullición y se mantiene hasta que la materia orgánica sea destruida(aproximadamente 30 min para líquidos y suspensiones) 3.2. Fertilizantes que contienen mucho fosfato de hierro o de aluminio y/o escorias básicas. Se disuelve la muestra con una mezcla de: 15 ml a 30 ml de ácido clorhídrico (HCl) y de 3 ml a 10 ml de ácido nítrico (HNO3). 3.3. Materiales orgánicos a base de harina de semilla de algodón - soya o en mezcla con otros materiales. Se adiciona 5 ml de solución de nitrato de magnesio, se evapora, se somete a calcinación y se disuelve en ácido clorhídrico (HCl). 3.4. Materiales o mezclas que contienen grandes cantidades de materia orgánica. En un matraz de 200 ml, se dejan estos materiales en ebullición con 20 ml a 30 ml de ácido sulfúrico (H2SO4). Al inicio de la digestión se le adicionan de 2 g a 4 g de nitrato de sodio (NaNO3) ó nitrato de potasio (KNO3), cuando la solución quede casi incolora, se le agrega una pequeña cantidad del reactivo empleado. Este puede agregársele también en porciones pequeñas, durante períodos regulares 3.5. Todos los fertilizantes. En un recipiente adecuado, se ebullen suavemente estos materiales durante 30 min a 45 min de 20 ml a 30 ml con ácido nítrico (HNO3), hasta oxidar toda la materia orgánica fácilmente oxidable. Para aquellas muestras que contienen grandes cantidades de materia orgánica la ebullición debe hacerse preferiblemente en balones kjeldahl .Se deja enfriar la solución y se adiciona de 10 ml a 20 ml de ácido perclórico (HClO4), del 70 % al 72 % de concentración. Se ebulle suavemente hasta que la solución sea prácticamente incolora y aparezcan unos humos blancos y densos en el recipiente, PRECAUCIÓN: no ebulla a sequedad por ningún motivo, (muestras con grandes cantidades de materia orgánica pueden requerir una temperatura hasta alcanzar el punto fumante, (aproximadamente 170
°C), y un período ≥1 h para el desprendimiento de los humos). Se enfría ligeramente, se adiciona 50 ml de agua destilada y se ebulle por unos pocos minutos. Después de efectuado cualquiera de los procedimientos anteriores, se deja enfriar la solución, se transfiere a un matraz volumétrico de 200 ml ó 250 ml, se diluye a volumen con agua destilada (ó tipo I), se mezcla y se filtra a través de un papel filtro Whatman No. 40 ó su equivalente. 4. MÉTODOS DE ANÁLISIS 4.1. Principio del método. Consiste en disolver la muestra y precipitar el fósforo en medio ácido como fosfomolibdato de amonio. El precipitado obtenido, previa neutralización, se trata con una solución valorada de hidróxido de sodio en exceso. El fósforo pasa a fosfato amónico y se valora el exceso de hidróxido de sodio (NaOH) por retroceso con solución valorada de ácido. El consumo de soda es proporcional al contenido de fósforo, de acuerdo con la siguiente reacción:
4.2. Procedimiento 4.2.1.Si la muestra no tiene sulfatos, Una vez preparada la muestra como en el numeral 3 (1, 2, 3,4 ó 5) en un vaso de precipitados o matraz se coloca una alícuota correspondiente a 0,4 g demuestra, si ésta tiene un contenido de P2O5 menor del 5 %, 0,2 g si el contenido es de 5 % a 20 %; 0,1 g si el contenido es mayor del 20 %. Luego se agrega hidróxido de amonio hasta que el precipitado formado se disuelva únicamente por agitación vigorosa. Se ajusta la temperatura entre 25 °C y 30 °C; si la muestra no forma precipitada, con el hidróxido como criterio se toma el punto de neutralización, de amonio (NH4OH) como criterio se toma el punto de neutralización, se alcaliniza, ligeramente la solución con hidróxido de amonio usando papel de tornasol como indicador y luego se acidifica ligeramente con ácido nítrico (1:3). Se agregan de 20 ml a 25 ml de solución acidificada de molibdato de amonio para una muestra con un contenido de P2O5 menor del 5 %, o de 30 ml a 35 ml si el contenido de P2O5 está entre 5 % y 20 %. Cuando el contenido de P2O5 es superior al 20 % se agrega solución de molibdato de amonio en cantidad suficiente para asegurar precipitación completa. Se coloca la solución en un aparato de agitación, se agita a temperatura ambiente durante 30 min, inmediatamente se decanta pasando el líquido a través de un papel de filtro y se lava dos veces el precipitado por decantación con porciones de 25 ml a 30 ml de agua destilada (ó tipo I), agitando
intensamente y dejando sedimentar. Se transfiere el precipitado al papel de filtro y se lava con agua destilada fría hasta que el filtrado proveniente de dos llenados del filtro dé una coloración rosada por adición de fenolftaleína y una gota de álcali valorado. Se lleva el precipitado con el papel de filtro al vaso o matraz donde se hizo la precipitación se disuelve en un pequeño exceso de álcali valorado, se agregan unas pocas gotas de fenolftaleína y se titula con el ácido valorado. 4.2.2.Si la muestra tiene sulfatos, A la muestra caliente, preparada según el numeral 1.3 (1, 2, 3,4 ó 5) se le agregan 25 ml de cloruro de bario (BaCl2) al 10 %, se coloca a ebullición por 10 min aproximadamente, se enfría, se transfiere a un matraz de 250 ml y se filtra a través de un papel de filtro Whatman No. 5 ó su equivalente, antes de tomar la alícuota. Se continua como en el numeral 4.2.1).
DETERMINACIÓN DEL FÓSFORO SOLUBLE EN AGUA 1. Reactivos, los mismos empleados para fosforo total. 2. Materiales, los mismos empleados para fosforo total 3. Preparación de la solución muestra. Se coloca 1 g de muestra sobre un papel de filtro de 90 mm de diámetro. Se adiciona agua lentamente alrededor de la periferia del papel de filtro en trayectoria circular se debe asegurar que el agua se mezcle completamente con la muestra antes de una nueva adición. Se debe permitir que cada porción pase a través del papel filtro antes de la siguiente adición, si el lavado no es completo antes de 1 h se emplea succión. Si el filtrado es turbio se adiciona de 1 ml a 2 ml de ácido nítrico (HNO3) y se diluye hasta 250 ml y se mezcla. 4. Procedimiento, se usa la solución obtenida en el numeral 1 y se continua como el procedimiento para el fosforo total.
FÓSFORO ASIMILABLE 1. Reactivos, los mismos empleados para fosforo total, mas el siguiente: 1.1. Solución de citrato de amonio: debe tener una gravedad específica de 1,09 °C a 20 °C y un pH de 7,0 (determinado potenciométricamente o por medio de papel indicador) Para la preparación de la solución de citrato de amonio se disuelven 370 g de ácido cítrico (C6H8O7.H2O) en 1,5 l de agua y se neutraliza agregando 345 ml de Hidróxido de amonio (NH4OH) (28 % - 29 % NH3). Si la concentración de (NH3) es menor de 28 %, se agrega un volumen mayor y se disuelve el ácido cítrico (C6H8O7.H2O) en un volumen de agua menor. Se deja enfriar hasta temperatura ambiente y se verifica el
pH, se ajusta con una solución (1:7) de Hidróxido de Amonio (NH4OH) o solución de ácido cítrico hasta pH 7. Se diluye la solución, (si es necesario) hasta obtener una gravedad específica de 1,09 °C a 20 °C (el volumen será aproximadamente 2 l). Se guarda en botellas herméticamente cerradas y se verifica el pH de vez en cuando. Si el pH ha cambiado de 7, se debe reajustar. 2. Materiales, los mismos empleados para fosforo total.
3. Preparación de la solución muestra. Después de remover el fósforo soluble en agua como en la anterior determinación, pero recibiendo el filtrado en un matraz volumétrico de 500 ml, se coloca el papel de filtro con el residuo de fertilizante en un Erlenmeyer de 200 ml a 250 ml que contienen 100 ml de solución de citrato de amonio previamente calentada a 65 °C .Se tapa herméticamente el Erlenmeyer y se agita vigorosamente hasta que el papel de filtro se reduzca a pulpa. Se disminuye la presión retirando el tapón momentáneamente. Se tapa nuevamente y se continúa la agitación manteniendo la temperatura a 65 °C. Exactamente 1 h después de agregar el papel de filtro con el residuo, se pasa cuantitativamente el contenido al matraz volumétrico de 500 ml que contiene la fracción de fósforo soluble en agua. Se enfría a temperatura ambiente, se lleva a volumen con agua destilada (ó tipo I) se mezcla y se deja en reposo por lo menos 2 h antes de tomar la alícuota. 4. Procedimiento. Se prepara la muestra como en el numeral 2, se determina el contenido de fosforo como en el fosforo total.
5. MÉTODOS CUANTITATIVOS PARA LA DETERMINACIÓN DE POTASIO SOLUBLE EN AGUA, EN ABONOS O FERTILIZANTES Y FUENTES DE MATERIAS PARA SU FABRICACIÓN (NTC 202) Método volumétrico El procedimiento se basa en la precipitación del potasio con un exceso de solución de tetrafenilborato de sodio y titulación de este exceso con solución de una sal de amonio cuaternaria, usando amarillo Clayton como indicador. Debido a que los compuestos de calcio, magnesio y amonio forman compuestos insolubles con el tetrafenilborato, tienen que ser precipitados o inactivados antes de adicionar este reactivo. El calcio y el magnesio son precipitados con oxalato de amonio, y el amonio es inactivado por la adición de formaldehído con la formación de hexametileno tetramina.
No se muestran los reactivos y los procedimientos, por que son demasiados complejos, y es poco factible la realización de esta determinación en estas condiciones. Mas información acerca del método consultar la Norma Técnica Colombiana (NTC 202).
6. FERTILIZANTES Y ACONDICIONADORES DE SUELOS. DETERMINACIÓN DE AZUFRE (NTC 1154) Determinación del contenido de azufre total presente como sulfato y/o como azufre elemental 1. Principio del método. Se basa en la determinación gravimétrica del azufre como sulfato de bario precipitado en medio acido. 2. Equipos. 2.1. Balanza analítica con precisión de 0,1 mg 2.2. Baño de agua con temperatura regulable 2.3. Mufla 2.4. Plancha o plato de calentamiento. 2.5. Equipo de filtración Gooch 2.6. Bomba de vacío 2.7. Filtros circulares de fibra de vidrio (1,64µm) 2.8. Material volumétrico de vidrio usual de laboratorio 2.9. Papel de filtro Whatman No. 42 ó su equivalente 2.10. Cápsula de porcelana 2.11. Estufa 3. Reactivos. 3.1. Disulfuro de carbono (CS2) 3.2. Solución de acetona saturada con azufre 2,5 % S°, filtrada 3.3. Peróxido de hidrógeno (H2O2), 37 % 3.4. Ácido clorhídrico concentrado (HCl) 3.5. Agua destilada 3.6. Hidróxido de sodio (NaOH) al 50 % 3.7. Solución al 10 % de cloruro de bario. Se prepara disolviendo 100 g de cloruro de bario en 900 ml de agua. Se filtra a través de papel de filtro Whatman No. 42 o su equivalente. NOTA 1: 1 ml de solución de BaCl2. H2O puede precipitar 14 mg de azufre.
4. Procedimiento. 4.1. Se pesa una muestra en la que se presume un contenido aproximado de azufre total entre 100 mg y 150 mg, en un vaso de precipitados de 400 ml y se añaden 200 ml de agua y 15 ml de ácido clorhídrico. Se calienta hasta alcanzar el punto de ebullición. Se mantiene en ebullición durante 10 min, se filtra por medio de un sistema de filtración
Gooch al cual previamente se le ha acondicionado un filtro circular de fibra de vidrio y el precipitado se lava con agua caliente hasta fin de cloruros. 4.2. Se transfiere el filtrado a un vaso de precipitados de 400 ml y se calienta hasta un punto cercano al punto de ebullición de la solución. Se adiciona con agitación constante gota a gota 15 ml de la solución de cloruro de bario al 10 %, el precipitado obtenido se digiere a una temperatura aproximada de 60 °C sobre una plancha de calentamiento o inmerso en un baño de agua, por un periodo de 1 h y se retira. Finalizada la digestión, el precipitado obtenido se deja en reposo a temperatura ambiente durante toda la noche. 4.3. La suspensión se filtra a través de un filtro circular de fibra de vidrio (previamente seco a 250 °C y pesado) y el precipitado retenido en el filtro, se lava con porciones de agua destilada caliente hasta fin de cloruros. 4.4. El filtro de fibra de vidrio con el precipitado retenido, se transfiere a una cápsula de porcelana previamente tratada a 250 °C y se seca en la mufla a una temperatura de 250 °C durante 1 h. Se enfría a temperatura ambiente y se pesa.
7. PRODUCTOS QUÍMICOS AGRÍCOLAS. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE CALCIO TOTAL (NTC 302) Esta norma establece el método cuantitativo para determinar el contenido de calcio total en abonos, fertilizantes, enmiendas ó acondicionadores 1. Principio del método Consiste en precipitar el calcio total como oxalato de calcio y efectuar una titulación con permanganato de potasio. 2. Aparatos 2.1. Balanza analítica. 2.2. Matraces volumétricos de 100 mL, 250 mL y 1000 mL. 2.3. Vasos de precipitados. 2.4. Baño de vapor. 2.5. Papel de filtro, crisol gooch o disco de vidrio filtrante. 2.6. Disco de fibra de vidrio. 3. Reactivos 3.1. Acido nítrico 3.2. Acido clorhídrico 3.3. Hidróxido de amonio 3.4. Acido sulfúrico 3.5. Solución saturada de oxalato de amonio 40g/L 3.6. Solución de permanganato de potasio 0.1 N
3.7. Solución indicadora de azul de bromofenol. Se diluyen 0.1 g de azul de bromofenol con 1.5 mL de solución de hidróxido de sodio 0.1 N; esta mezcla se diluye con agua destilada hasta completar 25 ml de solución.
4. Procedimiento En un vaso de precipitados de 250 ml se pesan 2,5 g de muestra, se añaden 30 ml de ácido nítrico y 10 ml de ácido clorhídrico (HCl), se lleva a ebullición durante 30 min. Se deja enfriar y se transfiere a un matraz volumétrico de 250 ml y se diluye a volumen, se mezcla y si es necesario, se filtra. Se transfiere a un vaso de precipitados, una alícuota de 25 ml y se diluye a 100 ml. Se agregan primero, 2 gotas de azul de bromofenol y luego se añade solución 1:4 de hidróxido de amonio, hasta que el indicador cambie de amarillo a verde (no azul). En caso de que se haya agregado más álcali del necesario, se adiciona solución 1:4 de ácido clorhídrico para ajustar el pH entre 3,5 y 4,0. Se diluye a 150 ml se lleva a ebullición y se agregan lentamente 30 ml de solución saturada de oxalato de amonio caliente, agitando constantemente. Si el color cambia nuevamente de verde a azul ó a amarillo se debe ajustar nuevamente a verde, utilizando solución de ácido clorhídrico. A continuación se digiere en un baño de vapor durante una hora y se deja enfriar a temperatura ambiente ó se puede dejar en reposo durante la noche. Se filtra a través de un crisol gooch con un filtro de microfibra de vidrio y el precipitado se lava muy bien con solución 1:50 de hidróxido de amonio. El precipitado y el filtro se transfieren a un vaso de precipitados y se añade una mezcla de 125 ml de agua con 5 ml de ácido sulfúrico. Se calienta a 70°C y se titula con solución 0,1 de permanganato de potasio (KMnO4) hasta la aparición de una ligera coloración rosada. Paralelamente se debe realizar un blanco.
8. DETERMINACIÓN DEL MAGNESIO SOLUBLE EN AGUA. MÉTODO GRAVIMÉTRICO. (NTC 643) Esta norma tiene por objeto establecer el método gravimétrico para la determinación del magnesio soluble en agua, contenido en abonos o fertilizantes. 1. Principio del método, Consiste en precipitar el magnesio como fosfato amonicomagnésico [(Mg (NH4) PO4)] con solución de fosfato de diamónico, calcinar el precipitado y pesarlo como pirofosfato de magnesio (Mg P2O7). 2. Aparatos, 2.1. Balanza analítica. 2.2. Matraces volumétricos de 250 mL y 500 mL de capacidad. 2.3. Vasos de precipitados.
2.4. Crisol tipo Gooch. 2.5. Embudo. 2.6. Mufla, control pirometrico, que alcance 900°C a 1000°C 2.7. Desecador 2.8. Colorímetro (opcional). 3. Reactivos, 3.1. Hidróxido de amonio (NH4OH). 3.2. Solución saturada de oxalato de amonio [ C2O4 (NH4)2] 3.3. Solución al 10% de fosfato diamonico [(NH4)2HPO4]. 3.4. Solución al 10% de acido cítrico. 3.5. Indicador de rojo metilo. 3.6. Indicador azul de bromotimol Se prepara disolviendo 0.1 g de azul de bromotimol en 1.6 mL de solución 0.1 N de hidróxido de sodio y diluyendo a 25 mL con agua destilada. 3.7. Acido Nítrico (HNO3) 3.8. Acido Clorhídrico (HCl) 3.9. Acido fosfórico (H3PO4) 3.10. Acido Sulfúrico (H2SO4) 3.11. Yodato de potasio (KI) 3.12. Solución valorada de permanganato de potasio. 3.13. Cloruro de amonio (NH4Cl). 4. Preparación de la muestra, 4.1. Muestras que contengan sulfato de magnesio, sulfato magnésico-potásico y kieserita. Se pesa 1 g de muestra dentro de un matraz aforado de 250 mL, se agregan 200 mL de agua y se hierve durante 30 min; se enfría, se lleva a volumen con agua y se mezcla. Se transfiere aun vaso de precipitados una alícuota de la solución clara que contenga menos de 12 mg de magnesio, se diluye aproximadamente a 100 mL con agua y se continúa en la forma indicada en el numeral 5.1. 4.2. Muestras que contengan otros compuestos de magnesio, incluyendo muestras de fertilizantes. Se pesa 1 g de muestra y se coloca dentro de un matraz volumétrico de 500 mL; se agregan 350 mL de agua y se hierve durante 1 hora. Se enfría, se diluye hasta la marca de enrase, se mezcla y se filtra si es necesario. Se transfiere a un vaso de precipitados una alícuota que contenga menos de 12 mg de magnesio, generalmente 200 mL y se continúa en la forma indicada en el numeral 5.1. 5. Procedimiento 5.1. A la muestra preparada (numerales 6.4.1 ó 6.4.2), se le agrega aproximadamente 1 g de cloruro de amonio por cada 100 mL de solución, unas gotas de rojo de metilo y se acidifica con ácido clorhídrico. Se neutraliza parcialmente con hidróxido de amonio, se agregan unas gotas de rojo de metilo y se continúa agregando hidróxido de amonio hasta que la solución adquiera coloración amarilla. Luego se agrega ácido clorhídrico hasta la aparición de una coloración ligeramente rosada.
5.2. Se adicionan 10 mL de solución saturada de oxalato de amonio por cada 50 mL de solución; se ajusta la solución a un PH 5,0 (coloración rosado débil) agregando solución (1:4) de ácido clorhídrico o solución (1:1) de hidróxido de amonio, se lleva a ebullición durante unos minutos, se enfría y se ajusta de nuevo a pH 5,0 adicionando más rojo de metilo si es necesario; se agita muy bien y se deja en reposo la solución hasta que sedimente el precipitado. 5.3. Se filtra a través de un papel de filtro de 11 cm de diámetro y de porosidad suficientemente fina para retener el oxalato de calcio y se lava 10 veces con agua destilada caliente. Se evapora el filtrado hasta 100 mL aproximadamente y se agregan 5 mL de solución al 10 % de ácido cítrico y suficiente cantidad de hidróxido de amonio para volver alcalina la solución al indicador de azul de bromotimol. 5.4. Se agregan 5 mL de solución al 10 % de fosfato diamónico y se agita vigorosamente hasta que se forme el precipitado. Se agregan 15 mL de hidróxido de amonio y se deja en reposo por lo menos durante 2 horas, agitando frecuentemente. Si la cantidad de magnesio presente es pequeña y no forma precipitado durante la agitación o después de agregar los 15 mL de hidróxido de amonio, se deja en reposo la solución durante 12 horas aproximadamente. 5.5. Se transfiere el precipitado al crisol Gooch, se lava con la solución (1:9) de hidróxido de amonio y se calcina lentamente a temperatura inferior a 900 ºC hasta cuando se queme el carbonos y después se calcina durante 1 a 2 horas entre 950 ºC y 1 000 ºC. Se enfría en un desecador y se pesa. 5.6. El residuo está constituido por pirofosfato de magnesio y posiblemente por pirofosfato de manganeso y fosfato tricálcico. La corrección para el magnesio se hace de la siguiente forma: 5.6.1.Se disuelve el residuo en 10 mL de solución (1:9) de ácido sulfúrico y transfiere aun Erlenmeyer de 250 mL. Se agregan 50 mL de solución (1:3) de ácido nítrico y 2 mL de ácido fosfórico. Se calienta aproximadamente hasta ebullición y se le agregan, con agitación, 0,3 g de yodato de potasio. Se mantiene de 30 a 60 minutos a una temperatura entre 90 ºC y 100 ºC o hasta que el desarrollo del color sea completo. Se enfría y se lleva a un volumen conveniente. 5.6.2.En otro matraz que contenga las mismas cantidades de reactivos tratados en forma similar, se iguala el color agregando solución valorada de permanganato de potasio. Opcionalmente puede utilizarse un colorímetro con solución patrón de permanganato de potasio para efectuar la comparación. 5.7. Del volumen requerido de solución de permanganato de potasio o de la lectura del colorímetro, se calcula el peso de pirofosfato de manganeso en el residuo y se resta este peso del peso total para determinar el contenido de pirofosfato de magnesio.
MARCHA ANALÍTICA CATIÓNICA REDUCIDA. Se identificaran los cationes presentes en el fertilizante, en caso que no sea necesaria alguna de las determinaciones cualitativas descritas anteriormente. BIBLIOGRAFÍA
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