Determinación de nitratos en fertilizantes
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DETERMINACIÓN DE NITRATOS EN FERTILIZANTES
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1.1 Problema analítico
-Certificar el contenido de nitratos en un fertilizante de uso comercial.
1.INTRODUCCIÓN
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1.2 Importancia de su eliminación
Acumulación de nitrato en el subsuelo
lixiviación
contaminación de las aguas subterráneas
salud (síndrome del bebé azul o metahemoglobinemia)
eutrofización
del medio
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Importancia de su eliminación
• Principales fuentes de producción de nitratos en aguas subterráneas:
fertilizantes
Estiércol y abonos sistemas
sépticos
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1.3 Métodos Alternativos
• Cromatografía iónica saliva humana
• HPLC materia biológica y alimentación
• Espectrofotometría visible agua potable
• Biosensor amperométrico agua
• Espectrofotometría VIS-UV agua uso agrícola
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bajabajaaltacoste
AltaMediaAltaAltaSelectividad
Muestra certificada
__________Adiciones estándarMétodo fotométrico
Método de validación
3.4%__________R.D.S. < 3%BuenaPrecisión
RápidoRápidoRápidoRápidot de análisis
Cl-,c.orgánicosC.coloreadosNo hay________Interferencias
0,05-10 mM300- 4000 µM50 µg/L- 400 µg/mL>35 µMIntervalo lineal
53,4 mV/década__________alta13,8 mA/Mcm2Sensibilidad
__________20 µM33,5 µg/L0,4 µML.D.
Potenciometría electrodo selectivo
Espectrofotometría visible
Cromatografía iónica
Biosensor amperométrico de nitrato
1.4 Comparación de métodos
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1.5 Método Seleccionado
•Análisis potenciométrico con electrodos selectivos de iones
-Un electrodo selectivo de iones es una membrana que responde más o menos selectivamente a un ión determinado.
-El método potenciométrico, consiste en la medida de la actividad (o concentración) de una especie química,
midiendo directamente el potencial con el que está directamente relacionada, mediante una conocida función
logarítmica conocida como ecuación de Nikolskii.
E = L + ß(0,05916/zi)log[ai +Σj(kijpotajzizj)]
Respuesta lineal a Δlogai
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-Una de las principales ventajas de este tipo de electrodos es que pueden construirse, en principio, para cualquier especie iónica.
-Constituyen una herramienta importante para la determinación de iones, debido a la capacidad que tienen para obtener selectiva y de forma continua la actividad de unión en disolución.
-se encuentra en contacto, por una parte, con la disolución del ión a determinar, y por otra, generalmente, con una disolución del mismo a una actividad fija, la cual está a su vez en contacto con un electrodo de referencia apropiado.
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Ventajas Inconvenientes
-Electrodo de fácil fabricación.
-medida rápida
-Alta selectividad
-Instrumentación de bajo coste
-Sensibilidad adecuada a la muestra
-Presencia de interferentes
Cl - ; NO2-
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2.Experimental2.1Material y
reactivos•Disolución Patrón de nitrato sódico 1,00M•Disolución de ajuste de la fuerza iónica sulfato potásico 0,1M•Disolución sulfato de plata 0,02M (muestra)•Carbón activo
2.2 Instrumentación
•Potenciómetro CRISOM MicropH 2002
•Electrodo selectivo de NO3-
•Electrodo de referencia Ag/AgCl/KCl(sat)K2SO4(sat)
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2.3 Procedimiento
1.Medida del potencial de un volumen de disolución de sulfato potásico
2.Preparación de la disoluciones patrón de 1,00M y 0.05M.
3. Adición de volúmenes determinados de concentración entre 0,05mM y 10mM de la disolución patrón y medida del potencial tras cada adición
Calibrado
Preparación de la Muestra
1.Tratamiento de la muestra en relación 1:5 con la disolución de sulfato de plata
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2.Calentamiento de la muestra a 80ºC durante 5 min.
-Objetivo: favorecer la precipitación total del AgCl
3.Enfriamiento de la muestra
-Objetivo: a menor temperatura mayor es la adsorción
4.Adición de Carbón activo y agitación para favorecer la adsorción
5.Filtrado y lavado del filtro con la disolución de sulfato potásico. Enrase con la disolución de sulfato potásico
6.Dilución en relación 5:50 con la disolución de sulfato potásico
7.Medida del potencial
8.Adiciones y medida del potencial tras cada adición
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3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Calibrado NO3
140,0
160,0
180,0
200,0
220,0
240,0
260,0
280,0
4,5 4 3,5 3 2,5 2
log [NO3]
E (m
V)
3.1.Calibrado -Medimos E para 0.05mM < [NO3
-] < 10mM
E = (41 ± 2) + (-53.4 ± 0.6) log [NO3] ; r = 0.999
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3.2.Determinación de la concentración de nitrato
-Método de las adiciones estándar
( )( )
Mm
EE
SM
SSM
VVV
VCC
MS
−+= −
10
-Fórmula para el cálculo de las concentraciones
-Medida del potencial (E)
-Porcentaje de nitrógeno presente en la muestra
% nitrógeno nítrico = 2,3 ± 0,1 %
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3.3.Problemas de matriz
Muestra 3
140,0
145,0
150,0
155,0
160,0
165,0
170,0
175,0
180,0
2,52 2,42 2,32 2,22 2,12 2,02 1,92
log [NO3]
E (m
V)
E = (49.8 ± 0.9) + (-49.9 ± 0.4) log[NO3] ; r = 0,9998
•Matriz del fertilizante = Matriz del agua destilada
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3.4.Cálculo iterativo
Se utiliza la pendiente de la recta de las adiciones estándar
- Concentración final en el fertilizante utilizando mad
% final de nitrógeno nítrico = 2,2 ± 0,1 %
- Concentración final en el fertilizante utilizando mcal
% final de nitrógeno nítrico = 2,3 ± 0,1 %
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3.5.Coeficiente de selectividad (NO2-)
• Método de las disoluciones mezcladasGráfica
145,0
155,0
165,0
175,0
185,0
195,0
5,1 4,6 4,1 3,6 3,1 2,6 2,1
log [NO3]
E (m
V)
La ecuación para la recta de regresión a bajas concentraciones de NO3
- :E = (191 ± 1) + (-1,9 ± 0,2) log[NO3]; R = 0.98
Mientras que para la recta a altas concentraciones de NO3-
es:
E = (95 ± 4) + (-30 ± 2) log[NO3]; R = 0.996
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][][
2
3−
−
=NO
NOk Ppot
ij
•Valor del coeficiente de selectividad potenciométrico Coeficiente de selectividad = 0,011 ± 0,002
• El valor de la concentración de NO3 en el cual las dos rectas se igualan, es el que se utiliza para determinar el coeficiente de selectividad potenciométrico de la siguiente forma:
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4.CONCLUSIONES• Método adecuado a la muestra problema
• Buen resultado Etiquetado comercial correcto
3%2,3%
%N (etiquetado)%N (muestra)
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5.REFERENCIAS
- M.J. Moorcroft, J. Davis, R.G. Compton, Talanta 54 (2001) 785-803
- S.Cosnier, C. Innocent, Y. Jouanneau, Anal. Chem. 66 (1994) 3198-3201
- M.I.H. Helaleh, T. Korenaga, Journal of Chromatographic B 744 (2000) 433-437
- W. Xuejiang, S. V Dzyadevych, JM. Chovelon, N. J. Renault, C. Ling, X. Siqing, Z. Jianfu, Talanta 69 (2006) 450-455
- W. R. Melchert, F.R.P. Rocha, Talanta 65 (2005) 461-465
- V. Jedisklová, Z. Paluch, S. Aluzik, Journal of Chromatographic B 780,1 (2002) 193-197
- M. Siroky, Z. Stefanac, L.J. Maris, Microchemical Journal 20,4 (1975) 483-491
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6.AGRADECIMIENTOS
•Arturo José Miranda Ordieres
• María Jesús Lobo Castañón