XXVIII Congresso de Iniciação Científica
Estudo dos equilíbrios dos ácidos fosfórico e fosforoso em meio aquoso por espectroscopia Raman visando análise de fertilizantes.
Marília Rogero, José Anchieta Gomes Neto, Felipe Manfroi Fortunato, Ricardo Moutinho da Silva, Instituto de Química UNESP/Araraquara, Bacharelado em Química Tecnológica, marília_rogero@hotmail.com, bolsa Reitoria.
Palavras Chave: fósforo, espectroscopia Raman, fertilizantes.
Introdução
Perspectivas agrícolas mostram que o Brasil caminha para ser um dos maiores produtores e exportadores de alimentos do mundo. O consumo de fertilizantes e o controle de qualidade destes insumos acompanham tal demanda. No caso do elemento P, quase a totalidade dos métodos de determinação ou geram grande quantidade de resíduos ou demandam longos tempos. É relevante a busca por novos métodos para P em fertilizantes que sejam rápidos, de baixo custo e que se encaixem nos preceitos da Química Verde.
Objetivos
Desenvolver um novo método analítico para determinar fosfato e fosfito em fertilizantes empregando a espectroscopia Raman.
Material e Métodos
Foi empregado um espectrômetro Raman B&W Tek iRaman BWS415-785H, com fonte de excitação de 785 nm (potência < 350 mW). Os parâmetros instrumentais foram fixados em 70% de potência do laser e 30 s de tempo de integração.
Os estudos dos equilíbrios foram feitos a partir da titulação de soluções 1,0 mol L-1 de H3PO4 ou H3PO3
com solução 1,0 mol L-1 NaOH. Os espectros Raman foram coletados em 1 < pH < 13,5, em intervalos de 0,5 pH. O pH ótimo de análise foi fixado em excesso de base (pH > 12).
As amostras de fertilizantes líquidos foram analisadas após o ajuste do pH com solução 5 mol L-1 NaOH. Os sinais de espalhamento Raman nos espectros adquiridos foram comparados com os respectivos espectros de substancias puras da literatura.
A concentração de fosfito nas amostras foi obtida via calibração externa (4,0 – 80 g L-1 P2O5) após interpolação gráfica dos sinais na respectiva curva de calibração externa.
Para fins comparativos, as amostras foram também analisadas pelo método oficial do MAPA e por espectrometria de absorção atômica (AAS).
Resultados e Discussão
O estudo dos equilíbrios revelou que as regiões de pH= 1, 7 e 12 foram as melhores para distinguir fosfito de fosfato. A curva analítica em pH=1 apresentou a melhor linearidade, mas pequenas
variações de pH resultaram em variações significativas no espalhamento Raman. Isso aconteceu pela proximidade do pKa1 do H3PO3
(1,52) e do H3PO4 (2,15). Os experimentos conduzidos em pH= 12 revelaram que pequenas variações de pH não alteravam significadamente os sinais. Com isso, escolheu-se trabalhar em pH > 12 para a continuidade dos estudos. Três regiões características foram escolhidas para identificar fosfito: 950-1008 cm-1; 1008-1056 cm-1; 2282-2370 cm-1. Para fosfato, a região característica foi 890- 957 cm-1. Como essas regiões não se sobrepõem, é possível especiar fosfito e fosfato. Espécies químicas presentes em fertilizantes (carbonato, sulfato, amônio, uréia e nitrato) foram avaliadas como potenciais interferentes. Todas essas spécies, exceto amônio, apresentaram sobreposição na primeira ou segunda região do fosfito, mas nenhuma sobreposição na terceira região. Portanto, a região 2282-2370 cm-1 foi escolhida para a identificação e determinação de fosfito em fertilizantes. A calibração com padrões de fosfito nessa região ótima apresentou curvas analíticas (Figura 1) com bons coeficientes de correlação lineares (r> 0,997).
Figura 1. Curva analítica para fosfito por Raman.
Fertilizantes líquidos foram analisados pelo método Raman proposto, e os resultados foram concordantes com os obtidos pelo método oficial e por AAS ao nível de 95% de confiança.
Conclusões
O método Raman proposto permitiu diferenciar fosfito de fosfato e também determinar P em fertilizantes. O método apresentou-se simples, rápido, preciso e exato, além de não requereu reagentes e preparo convencional da amostra.
Agradecimentos
A CNPq, PIBIC/Reitoria e IQ-UNESP ____________________
1 Ferraro,J.R.; Nakamoto, K.; Brown, C.W.Introductory Raman Spectrometru, 2nd ed., Florida, Academic Press, 2008, 434.
