ANÁLISE QUÍMICA DE TECIDO VEGETAL E DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS. Objetivos: ANÁLISES QUÍMICAS DE TECIDO VEGETAL E DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS

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1 ANÁLISE QUÍMICA DE TECIDO VEGETAL E DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS Prof. Clovis Orlando Da Ros Objetivos: Identificar os principais métodos utilizados para análises de tecido vegetal e de resíduos agroindustriais; Aprimorar os conhecimentos em métodos de análises laboratoriais. Conteúdo Programático UNIDADE 1 PRINCIPIOS BÁSICOS DE ANÁLISES LABORATORIAIS 1.1. Procedimentos básicos em um laboratório de análise Preparo de soluções - padrão e qualidade dos reagentes Equipamentos para análise Controle de qualidade dos resultados Unidades de representação. UNIDADE 2 ANÁLISE QUIMICA DE TECIDO VEGETAL 2.1. Procedimento para coleta de amostras 2.2. Preparo de amostras 2.3. Extração de elementos químicos do tecido vegetal 2.4. Determinações 2.5. Interpretação de resultados Conteúdo Programático UNIDADE 3 ANÁLISE QUIMICA DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS 2.1. Procedimento para coleta de amostras 2.2. Preparo de amostras 2.3. Extração de elementos químicos dos resíduos agroindustrias Extração de elementos disponíveis Extração de elementos totais 2.4. Determinações 2.5. Interpretação de resultados

2 Metodologia 1. Aulas Teóricas 2. Aulas Práticas Grupos 3. Elaboração de Relatório 4. Apresentação de Seminário Bibliografia BLACK, C.A. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and Microbiological properties. Madison: SSSA, EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação do Solo. Manual de métodos de análise do solo. Rio de Janeiro, RAIJ. B.V.; ANDRADE,J. C. DE; CANTARELLA, H.; QUAAGGIO, J. A. Análise Química para Avaliação da Fertilidade de Solos Tropicais. IAC, p. RAIJ, B. V; QUAGGIO, J.A.; CANTARELLA, H. et al. Análise química do solo para fins de fertilidade. Campinas: Fundação Cargil, p. SILVA, F. C. (editor). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. 2. ed. Brasília. Embrapa, p. TEDESCO, M.J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C.A.; BOHNEN, H. & VOLKWEISS, S.J. Análises de solo, plantas e outros materiais. Porto Alegre: Departamento de Solos Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. (Boletim Técnico, 5). VETTORI, L. Métodos de análise do solo. Rio de Janeiro: EPFS, Boletim Técnico nº7, 24p. Objetivos Amostragem Envio ao Laboratório Preparo da Amostra Avaliar o estado nutricional de uma planta ou cultura (avaliação complementar da fertilidade do solo); Diagnosticar ou confirmar sintomas de deficiência de nutrientes; Identificar o nutriente que está prejudicando a planta; Confirmação dos Procedimentos Análise Química Verificar se determinado nutriente foi absorvido pela planta; Indicar interações e antagonismos entre nutrientes; Servir como base para a recomendação de adubação de algumas culturas (Ex. frutíferas) Recomendação Técnica Interpretação dos Resultados

3 AMOSTRA REPRESENTATIVA Indagações... Como amostrar? Número de plantas e parte a amostrar???? Planta inteira, folhas, raízes, folhas + pecíolo, etc. Época de amostragem??? Obs: Ver procedimentos de coletas para as culturas Amostragem de Tecido Vegetal Cuidados na coleta de amostras Selecionar qual a parte da planta a ser coletada; Escolher folhas livres de doenças, de insetos e de danos mecânicos; Limpar as folhas imediatamente após a coleta; Colocar a amostra em sacos de papel comum limpos (análise de boro utilizar papel encerado); Identificar a amostra e indicar quais elementos a serem determinados; Elaborar um mapa de coleta que permita localizar a área amostrada; Enviar as amostras o mais breve possível ao laboratório. Caso o tempo previsto para a amostra chegar ao laboratório for superior a dois dias, sugerese secar o material ao sol. Amostragem de Tecido Vegetal Procedimentos de Amostragem Preparo da Amostra Extração de Elementos Químicos Determinações

4 Preparo da Amostra no Laboratório rio Secagem: Metodologias de Extração Em estufa (65oC 70oC) com circulação de ar forçada até peso constante Moagem: pó fino Triturador de forrageira (plantas inteira amostras volumosas) Moinho de facas (2 a 3 mm) Moinho tipo Willey (0,5 mm) Digestão Seca (mufla) Digestão Úmida (ácido) Metodologias de Extração Digestão Seca (mufla 500 a 600oC) Metodologias de Extração Macronutrientes: P, K, Ca, Mg, S Micronutrientes: Zn, Cu, Mn, Fe, B, Mo,Ni Digestão Úmida Elementos Benéficos: Si, Na, Al, Co, Se, Va Atualmente somente B e Mo HNO 3 + HClO 4 (3:1) (Bloco Digestor) H 2 SO 4 + H 2 O 2 (Bloco Digestor) HNO 3 (Forno de Microndas) Elementos com potencial poluente: Cd, Cr,Pb

5 Metodologias de Extração Metodologias de Extração Digestão Úmida - HNO 3 + HClO 4 (Bloco Digestor) Digestão Úmida - H 2 SO 4 + H 2 O 2 (Bloco Digestor) Macronutrientes: N, P, K, Ca, Mg, S Macronutrientes: N, P, K, Ca, Mg Micronutrientes: Zn, Cu, Mn, Fe Metodologia para Determinação Nitrogênio Destilação e Titulação (Kjeldahl) Espectrofotometria (Colorimetria) Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) Fotometria de Chama Destilação e Titulação (Kjeldahl) Espectrofotometria Condutimetria Com azul de indofenol Com azul de salicílico Determinação simultânea de multielementos por espectrometria de emissão atômica com indução de plasma (EEA ICP) Cromatografia líquida e gasosa

6 Enxofre Boro Espectrofotometria Turbidimetria ou Espectrofotometria Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) - Indireta - Com azometina-h Fósforo Espectrofotometria Potássio Sódio Com azul de Molibdênio Com amarelo de Vanadato Fotometria de Chama

7 Cálcio Magnésio Cobre Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) Espectrofotometria com dietididiocarbamato (DEDTC) Ferro Manganês Zinco Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA) Espectrofotometria com 1-10 orto-fenantrolina Espectrofotometria de Absorção Atômica (EAA)

8 Amostragem de Tecido Vegetal Interpretação dos resultados da análise química do tecido vegetal Molibdênio Espectrofotometria Por método catalítico Com ditiol Amostragem de Tecido Vegetal Interpretação da análise Uso dos resultados da análise foliar Ajuste da recomendação de nutrientes em culturas perenes Acompanhamento dos resultados da adubação e calagem

9 Análise de N, P, K, Ca e Mg Metodologia:Tedesco et al. (1995) Usada para tecido vegetal e para resíduos orgânicos Extração por Digestão Úmida ( o C) + Bloco Digestor Tecido Vegetal ou Resíduo Orgânico + H 2 O 2 Análise de N, P, K, Ca e Mg + Mistura digestora: Selênio e CuSO 4.5H 2 O (catalizadores): facilitar a digestão da matéria orgânica. Na 2 SO 4 para aumentar a temperatura da digestão Digestão Úmida Reações Calor ( o C) + Extrato Sulfúrico H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 + CO 2 + SO 2 + H 3 PO 4 + K 2 SO 4 CaSO 4 + MgSO 4 Outros sais Análise de Nitrogênio Método Kjeldahl Etapas 1) Digestão Úmida 2) Destilação Análise de Nitrogênio Detalhes das reações durante a digestão Amina Amina Amida 3) Titulação

10 Destilação Análise de Nitrogênio Titulação do borato de amônio com ácido sulfúrico Borato de amônio Análise de Nitrogênio 1 meq de N é igual a 1 meq de ácido 1 meq de ácido = (ml x normalidade) Normalidade = normal = mol c /L ou mmol c /ml Ou 1 mmol c ácido = (ml de ácido x mmol c /ml) Ácido bórico Amônia Borato de amônio 1 meq de N = 14 mg ou 1 mmol c de N = 14 mg 1 mol de N = 14 g 1 mol c de N = 14 g 1 mmol c de N = 0,014g ou 14 mg Análise de Nitrogênio Titulação do borato de amônio com ácido sulfúrico Princípio: 1 meq de N é igual a 1 meq de ácido Princípio: 1 meq de N é igual a 1 meq de ácido Cálculo da quantidade de N por amostra titulada (N amostra) Cálculo da quantidade de N por amostra titulada (N amostra) 1 meq de N mg 1 meq de N mg (ml de ácido x normalidade) N (ml de ácido x normalidade) N amostra amostra (mg)? (mg)? N N amostra amostra (mg)? = (ml de ácido x normalidade x 14 mg) /1 meq de N (mg)? = (ml de ácido x normalidade x 14 mg) /1 meq de N Ex. Gasto de 1 ml de ácido com concentração de 0,005 molar ou mol Ex. Gasto de 1 ml de ácido com concentração de 0,005 molar ou mol c /L ou mmol c /L ou mmol c /ml c /ml N amostra = (1 ml ácido x 0,005 mmol N amostra = (1 ml ácido x 0,005 mmol c /ml x14 mg)/ mmol c /ml x14 mg)/ mmol c de N c de N N amostra = 0,07 mg de em cada ml de ácido. N amostra = 0,07 mg de em cada ml de ácido. Então: a multiplicação do valor da normalidade por 14 corresponde ao Fator ácido, que é a Então: a multiplicação do valor da normalidade por 14 corresponde ao Fator ácido, que é a quantidade de N em mg por ml de ácido gasto quantidade de N em mg por ml de ácido gasto Fator Fator ácido ácido =normalidade =normalidade do do ácido ácido x x mg mg Cálculo (n-t) x F ácido x V digestão N (%) = onde: Análise de Nitrogênio V destilado x m x 10 N (%) = porcentagem de N no tecido vegetal expresso em base seca a 65 o C. n = Volume de ácido gasto com a amostra, em ml; t = Volume de ácido gasto com a prova em branco, em ml; F ácido = Fator ácido sulfúrico (normalidade do ácido x 14) V disgestão = volume do extrato de digestão, em ml. (Ex. 50 ml); V destilado = volume da alíquota do extrato destilado, em ml. (Ex. 10 ml); m = massa da amostra usada para digestão, em g. (Ex. 0,2g); 10 = fator de conversão para percentagem (%).

11 Etapas Análise de Fósforo Análise de Fósforo Digestão Úmida ( o C) 1) Digestão Úmida 2) Determinação P Orgânico + H 2 SO 4 H 3 PO 4 + CO 2 + SO 2» Espectrofotometria Determinação Análise de Fósforo Espectrofotômetro UV-Visível Cálculo Análise de Fósforo Molibdato de amônio 3 ml Água 1 ml 7H 3 PO (NH 4 ) 3 Mo7O H + 2 ml Azul de molibdênio Agente Redutor (Ex. ácido ascórbico) + Medir a absorbância e 650 nm 7(NH 4 ) 3 PO 4.12MoO NH H 2 O Complexo de fosfomolibdato de amônio V leitura x V digestão X FD P (%) = m onde: P (%) = porcentagem de P no tecido vegetal, expresso em base seca a 65 o C. V leitura = valor da leitura de P, em mg/l (leitura no espectrofotômetro com base na curva padrão) V disgestão = volume do extrato de digestão, em ml. (Ex. 50 ml); FD= fator de diluição ((1+2+3)/1 = 6 vezes) foram transferidos 1 ml do extrato para copo plástico e adicionados 2 ml de água destilada e 3 ml de P-B). m = massa da amostra usada para digestão, em g. (Ex. 0,2g).

12 Análise de Potássio Análise de Potássio Etapas 1) Digestão Úmida 2) Determinação K tecido vegetal Digestão Úmida ( o C) + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + CO 2 + SO 2» Fotômetro de Chama Análise de Potássio Análise de Potássio Determinação 1 ml Fotômetro de Chamas Cálculo V leitura x V digestão X FD K (%) = m Água 10 ml Medir a emissão de luz onde: K (%) = porcentagem de P no tecido vegetal, expresso em base seca a 65 o C. V leitura = valor da leitura de K, em mg/l (leitura no fotômetro de chama com base na curva padrão); V disgestão = volume do extrato de digestão, em ml. (Ex. 50 ml); FD= fator de diluição ((1+10/1) = 11 vezes) foram transferidos 1 ml do extrato para copo plástico e adicionados 10 ml de água destilada; m = massa da amostra usada para digestão, em g. (Ex. 0,2g).

13 Análise de Ca e Mg Análise de Ca e Mg Digestão Úmida ( o C) Determinação Espectrofotômetro de Absorção Atômica 2,5 ml Ca e Mg Tecido vegetal Água 2,5 ml Det. Ca Medir a absorção + H 2 SO 4 CaSO 4 + CO 2 + SO 2 Det. Mg MgSO 4 Sr 5 ml 5 ml 0,3% 10 ml Água Análise de Ca e Mg Análise de Ca e Mg Cálculo para Ca Cálculo para Mg V leitura x V digestão x FD Ca (%) = m V leitura x V digestão X FD Mg (%) = m onde: Ca (%) = porcentagem de Ca no tecido vegetal, expresso em base seca a 65 o C. V leitura = valor da leitura de Ca, em mg/l (leitura no espectrofotômetro de absorção atômica) V disgestão = volume do extrato de digestão, em ml. (Ex. 50 ml). FD= fator de diluição ((2,5+2,5+5/2,5) = 4 vezes) foram transferidos 2,5 ml do extrato para copo plástico e adicionado 2,5 ml de água destilada e 5 ml de solução Sr 0,3%; m = massa da amostra usada para digestão, em g. (Ex. 0,2g). onde: Mg (%) = porcentagem de Mg no tecido vegetal, expresso em base seca a 65 o C. V leitura = valor da leitura de Mg, em mg/l (leitura no espectrofotômetro de absorção atômica) V disgestão = volume do extrato de digestão, em ml. (Ex. 50 ml); FD= fator de diluição ((2,5+2,5+5)/2,5))x((5+10)/5)) = 12 vezes) foram transferidos 2,5 ml do extrato para copo plástico e adicionado 2,5 ml de água destilada e 5 ml de solução Sr 0,3%. Depois foram retirados 5 ml e adicionados 10 ml de água destilada; m = massa da amostra usada para digestão, em g. (Ex. 0,2g).

14

15 Composição das Plantas H 2 O: 80 a 90 % Matéria seca: 10 a 20 % Moléculas orgânicas: 96 % Nutrientes minerais: 4 % Elementos Essenciais MATÉRIA SECA Moléculas orgânicas: 96 % Compostas essencialmente por C, O e H. Nutrientes minerais: 4 % Macronutrientes: N, P, S, K, Ca e Mg Micronutrientes: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl e Ni Elementos Benéficos Si, Na, Al, Co, Se e Va Elementos com Potencial Poluente Cd, Cr, Hg, Pb

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