Norma Técnica SABESP NTS 007

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1 Norma Técnica SABESP NTS 007 Fósforo - método colorimétrico com ácido ascórbico para águas residuárias Método de Ensaio São Paulo Fevereiro

2 NTS 007 : 2003 Norma Técnica SABESP S U M Á R I O 1 OBJETIVO PRINCÍPIO DO MÉTODO Reações do método DEFINIÇÃO Fósforo total Fósforo dissolvido Fósforo em suspensão MATERIAIS E EQUIPAMENTOS REAGENTES Reagentes primários Reagentes elaborados LIMPEZA E PREPARO DE MATERIAIS AMOSTRAGEM INTERFERENTES Eliminação dos principais interferentes PROCEDIMENTOS Digestão da amostra Método A: Fósforo total Método B: Fósforo dissolvido Método C: Fósforo em suspensão Método D: Ortofosfato EXPRESSÃO DOS RESULTADOS Fósforo total, fósforo reativo ( ortofosfato ) e fósforo dissolvido Fósforo em suspensão BIBLIOGRAFIA /02/2003

3 Norma Técnica SABESP NTS 007 : 2003 Fósforo método colorimétrico com ácido ascórbico para águas residuárias 1 OBJETIVO Prescrever o método de determinação de Fósforo, nas várias formas em que pode ocorrer, como em amostras de águas naturais e de abastecimento, águas do mar, lodo e efluentes domésticos e industriais. Este método é aplicado nas determinações cujas concentrações estejam entre 0,01 e 6,0mg P/L. 2 PRINCÍPIO DO MÉTODO Os ortofosfatos são determinados colorimetricamente em meio ácido pela adição de solução de Ácido Ascórbico. O Molibdato de Amônio e o Antimonil Tartarato de Potássio reagem no meio formado com o ortofosfato, para formar o Ácido Fosfomolíbdico, que é reduzido pelo Ácido Ascórbico formando um composto com uma intensa cor azul, que tem sua máxima absorbância em 880 nm com caminho ótico variável de 10 a 50 mm. 2.1 Reações do método HPO NH MoO H + (NH 4 ) 3 [P(Mo 3 O 10 ) 4 ] + 12H 2 O 3 DEFINIÇÃO Para efeito da presente norma, aplicam-se as seguintes definições: 3.1 Fósforo total É o conjunto de todas as porções de Fósforo da amostra. 3.2 Fósforo dissolvido É a porção do Fósforo da amostra que passa por um filtro de membrana de 0,45 µm de porosidade. 3.3 Fósforo em suspensão É a porção do Fósforo da amostra que fica retida no filtro de membrana de 0,45 µm de porosidade. 4 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Balão Kjeldahl ou sistema de digestão adequado; - Espectrofotômetro para uso na faixa de 880 nm, com acessórios; - Filtro de fibra de vidro; - Filtro de membrana 0,45 µm, lavado por imersão em água deionizada durante 24horas; - Funil de vidro com haste longa; - Kitassato de 1000 ml; - Papel de filtro quantitativo; - Sistema de filtração a vácuo para membrana de 0,45 µm e para filtro de fibra de vidro. 5 REAGENTES 5.1 Reagentes primários - Ácido Ascórbico p.a. - C 8 H 8 O 6 - Ácido Clorídrico p.a. - HCl - Ácido Nítrico p.a. - HNO 3 - Ácido Perclórico com 70% em HCIO 4 - HCIO 4.2H 2 O 11/02/2003 1

4 NTS 007 : 2003 Norma Técnica SABESP - Ácido Sulfúrico p.a. - H 2 SO 4 - Alaranjado de Metila p.a. - C 14 H 14 N 3 SO 3 Na - Álcool Metílico p.a. - CH 3 OH - Antimonil Tartarato de Potássio p.a. - K(SbO)C 4 H 4 O 6.1/2H 2 O - Fenolftaleína p.a. - C 6 H 4 COOC(C 6 H 4.4OH) 2 - Dihidrogênio Fosfato de Potássio anidro p.a. - KH 2 PO 4 - Hidróxido de Sódio p.a. - NaOH - Molibdato de Amônio p.a. - (NH 4 ) 6 M0 7 O 24.4H 2 O. 5.2 Reagentes elaborados Solução de Hidróxido de Sódio 1 mol/l Solução de Hidróxido de Sódio 6 mol/l Solução de Ácido Sulfúrico a 30% v/v Solução Indicadora de Fenolftaleína Dissolver 5 g de Fenolftaleína em 500 ml com álcool etílico e diluir a 1000 ml com água deionizada. Adicionar gotas de solução de hidróxido de sódio diluída até ligeira coloração rósea Solução Indicadora de Alaranjado de Metila Dissolver 1,0 g de Alaranjado de Metila em água deionizada e completar o volume para 1000 ml Ácido Sulfúrico 2,5 mol/l Solução de Antimonil Tartarato de Potássio Dissolver 1,3715 g de Antimonil Tartarato de Potássio em água deionizada e completar o volume para 500 ml. Armazenar em frasco de vidro Solução de Molibdato de Amônio Dissolver 20 g de Molibdato de Amônio em água deionizada e completar o volume para 500 ml. Armazenar em frasco de vidro Ácido Ascórbico 0,1 mol/l Dissolver 1,76 g de Ácido Ascórbico em água deionizada e completar o volume para 100mL. Solução estável por uma semana a 4 C Reagente combinado Misturar os reagentes na seguinte proporção (para 100 ml de reagente combinado): 50mL de Ácido Sulfúrico 2,5 mol/l, 5 ml de solução de Antimonil Tartarato de Potássio, 15 ml de solução de Molibdato de Amônio, 30 ml de solução de Ácido Ascórbico e agitar após a adição de cada reagente. Deixar os reagentes se estabilizarem na temperatura ambiente antes de serem misturados e seguir a ordem indicada acima. Se ficar turvo, agitar e deixar em repouso por alguns minutos até que a turbidez desapareça, antes de ser usado. Este reagente é estável por 4 horas Solução Estoque de Fósforo 50 mg P/L Dissolver 0,2195 g de Dihidrogênio Fosfato de Potássio anidro em água deionizada e completar o volume para 1000 ml (1,0 ml = 50,0 µg P). 6 LIMPEZA E PREPARO DE MATERIAIS Todos os materiais utilizados devem ser lavados primeiramente com detergente isento de fósforo e depois em água corrente. Em seguida, lavar com Ácido Clorídrico 1+1 a quente, água corrente e enxaguar com água deionizada. 2 11/02/2003

5 Norma Técnica SABESP NTS 007 : AMOSTRAGEM As amostras para determinação das várias formas de Fósforo são coletadas em frascos de vidro lavados com detergente neutro e ácido clorídrico diluído e quente. As amostras para determinação das formas dissolvidas são filtradas, preferencialmente no momento da coleta, em membrana de 0,45 µm. As amostras para a determinação das várias formas de Fósforo são preservadas sob refrigeração a 4 C e o prazo para análise é de 48 horas. No caso de determinação de Fósforo total, a amostra pode ser mantida durante 28 dias a 4 C e com ph < 2,0 pela adição de Ácido Sulfúrico p.a. 8 INTERFERENTES Cor e turbidez elevadas interferem na determinação colorimétrica. Cromo hexavalente e nitrito levam a resultados 3% mais baixos quando presentes em concentrações da ordem de 1 mg/l, e na ordem de 10 mg/l levam a concentrações de 10 a 15% mais baixas. Sulfetos (Na 2 S) e silicatos não interferem em concentrações abaixo de 10,0 mg/l. Arseniatos interferem positivamente na determinação colorimétrica, produzindo cor azul semelhante à cor produzida pelo fosfato. 8.1 Eliminação dos principais interferentes Turbidez e cor: Após a digestão da amostra e acerto do volume, remover turbidez e cor através de filtração com membrana de 0,45 µm. 9 PROCEDIMENTOS 9.1 Digestão da amostra - A digestão preliminar é uma oxidação da amostra com oxidante forte adequado, para converter em ortofosfato solúvel todas as frações de Fósforo presentes na amostra Digestão com Ácido Sulfúrico / Ácido Nítrico Trata-se da digestão recomendada para a maioria das amostras. - Colocar 100 ml de amostra ou uma porção diluída a 100 ml em balão Kjeldhal ou sistema similar. Adicionar 1mL de Ácido Sulfúrico concentrado e 5mL de Ácido Nítrico concentrado; - Digerir até o volume aproximado de 1 ml. Continuar a digestão até que a solução se torne incolor, adicionando-se Ácido Nítrico de 5 em 5 ml se necessário; - Esfriar, adicionar aproximadamente 20 ml de água deionizada, 1 gota de solução indicadora de Fenolftaleína e Hidróxido de Sódio 6 mol/l até aparecer uma ligeira coloração rósea; - Transferir a mistura para um balão volumétrico e avolumar a 100 ml; filtrar se necessário, para remover o material em suspensão e/ou a turbidez; lavar o filtro e completar o volume com água deionizada; - Determinar o Fósforo contido na amostra tratada por um dos métodos descritos na presente norma Digestão com Ácido Perclórico É a mais enérgica, recomendada para análises de sedimentos. - Colocar 100 ml de amostra ou uma porção diluída à 100 ml, em um erlenmeyer de 250mL, acidificar com Ácido Nítrico até a viragem do Alaranjado de Metila e adicionar em excesso mais 5 ml do ácido; - Evaporar em banho-maria ou chapa aquecedora até obtenção de um volume em torno de 10 ml; 11/02/2003 3

6 NTS 007 : 2003 Norma Técnica SABESP - Esfriar, adicionar mais 10 ml de Ácido Nítrico concentrado, 10 ml de Ácido Perclórico esfriando entre as adições. Colocar pérolas de vidro, evaporar lentamente até que densos fumos brancos apareçam. Se a solução, neste ponto, não estiver límpida, cobrir o frasco com vidro de relógio e deixar digerindo brandamente até clarear. Se necessário, juntar mais 10 ml de Ácido Nítrico para auxiliar a oxidação; - Esfriar, adicionar 1gota de solução de Fenolftaleína e solução de Hidróxido de Sódio 6 mol/l até coloração rósea; - Transferir a mistura para um balão volumétrico de 100 ml; filtrar se necessário, para remover o material em suspensão e a turbidez; lavar o filtro e completar o volume com água deionizada; - Determinar o Fósforo contido na amostra tratada por um dos métodos descritos na presente norma Digestão com Persulfato de Potássio ou Amônio Trata-se de procedimento recomendado para amostras cuja digestão descrita no item não tenha sido eficiente. - Colocar 100 ml de amostra ou uma porção diluída a 100 ml, em um erlenmeyer de 250 ml; - Adicionar 1 gota de solução indicadora de Fenolftaleína. Se a coloração rósea aparecer, adicionar Ácido Sulfúrico a 30%, gota a gota, até descolorir e 1 ml em excesso. Finalmente adicionar 0,5 g de Persulfato de Potássio ou 0,4g de Persulfato de Amônio; - Deixar a mistura em ebulição de 30 a 40 minutos em placa preaquecida ou até que se obtenha um volume aproximado de 10 ml; - Esfriar, adicionar 1 gota de solução indicadora de Fenolftaleína e solução de Hidróxido de Sódio 6 mol/l até o surgimento da coloração rósea; - Transferir para um balão de 100 ml e completar o volume com água deionizada; - Para algumas amostras um precipitado pode ser formado neste estágio, mas não deve ser filtrado; - Determinar o Fósforo contido na amostra por um dos métodos descritos na presente norma. 9.2 Método A: Fósforo total Execução do ensaio - Fazer a digestão por um dos métodos anteriormente descritos; - Colocar 50 ml da amostra assim tratada ou uma alíquota adequada diluída a 50 ml em um erlenmeyer de 125mL; - Adicionar 8,0 ml de reagente combinado, agitar e aguardar no mínimo 10 minutos e no máximo 30 minutos; - Ler em espectrofotômetro a 880 nm; - Fazer uma prova em branco tratando água deionizada conforme a amostra Curva de calibração - Preparar uma série de padrões a partir de diluições sucessivas da solução padrão de fósforo, em balões volumétricos obedecendo os limites da faixa ótima de operação ; - Transferir o branco e esta série de padrões para balões de digestão e proceder conforme instruções do item 9.2.1; - Calcular o fator da curva de calibração. 4 11/02/2003

7 Norma Técnica SABESP NTS 007 : Método B: Fósforo dissolvido Preparo da amostra para formas solúveis - Para a determinação das formas solúveis, lavar a membrana por imersão em água deionizada antes do uso pois a mesma pode contribuir com significativas quantidades de Fósforo às amostras contendo baixas concentrações de fosfatos; - Filtrar 200 a 300 ml de amostra em membrana de 0,45 µm e se houver dificuldade, filtrar preliminarmente através de um pré-filtro de fibra de vidro Execução do ensaio - Fazer a digestão por um dos métodos descritos. A digestão indicada neste caso é a do Persulfato de Potássio ou Persulfato de Amônio; - Proceder conforme descrito no item Curva de calibração - Preparar uma série de padrões a partir de diluições sucessivas da solução padrão de fósforo, obedecendo os limites da faixa ótima de operação ; procedendo conforme instruções do item 9.2.2; - Calcular o fator da curva de calibração. 9.4 Método C: Fósforo em suspensão Execução do ensaio - Efetuar a determinação do Fósforo total conforme descrito no método A; - Efetuar a determinação do fósforo dissolvido conforme descrito no método B. 9.5 Método D: Ortofosfato Execução do ensaio - Colocar 50 ml da amostra ou uma alíquota adequada diluída a 50 ml em um erlenmeyer de 125 ml; - Adicionar uma gota de solução de Fenolftaleína; - Se a cor vermelha aparecer, adicionar solução de Ácido Sulfúrico gota a gota até desaparecimento desta coloração; - Adicionar 8 ml de reagente combinado, agitar e aguardar no mínimo 10 minutos e no máximo 30 minutos; - Ler em espectrofotômetro em 880 nm; - Fazer uma prova em branco nas mesmas condições da amostra Curva de calibração - Preparar uma série de padrões a partir de diluições sucessivas da solução padrão; - de fósforo, obedecendo os limites da faixa ótima de operação ; procedendo conforme instruções do item 9.5.1; - Calcular o fator da curva de calibração. 10 EXPRESSÃO DOS RESULTADOS Os resultados podem ser expressos em mg P/L ou mg P-PO 4 3- /L. Para expressão dos resultados em mg PO 4 3- /L, basta multiplicar o resultado obtido por 3, Fósforo total, fósforo reativo ( ortofosfato ) e fósforo dissolvido mg P-PO 4 3- /L = (A - B) x F onde: A = leitura da amostra em absorbância; B = leitura do branco em absorbância; 11/02/2003 5

8 NTS 007 : 2003 Norma Técnica SABESP F = fator da curva de calibração Fósforo em suspensão mg P-PO 4 3- em suspensão/l = mg Fósforo total/l mg Fósforo dissolvido/l 11 BIBLIOGRAFIA - Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater - 20 th edition, Morita D.M., Apostila do Curso de Caracterização de Águas Residuárias - SABESP /02/2003

9 Norma Técnica SABESP NTS 007 : 2003 Fósforo método colorimétrico com ácido ascórbico para águas residuárias Considerações finais: 1) Esta norma técnica, como qualquer outra, é um documento dinâmico, podendo ser alterada ou ampliada sempre que for necessário. Sugestões e comentários devem ser enviados à Divisão de Normas Técnicas CDGN. 2) Esta norma técnica seguiu as orientações dadas na NTS ) Tomaram parte na elaboração desta norma: ÁREA UNIDADE DE NOME TRABALHO A AELP Vera Lúcia de Andrade Aguiar A AEON-2 Moacir Francisco Brito A AEOB Francisco Novais A AAHL Elvira Antonieta Simi Venckunas C CDGN Maria Célia Goulart I IAOC Anna Cristina Kira Saeki I IBOC Amélia Yoshie Ossugui Kihara I IGOC Orlando Antunes Cintra Filho I IVOC José Aparecido Oliveira Lemes L LBTC Marco Antônio Silva de Oliveira M MCEC Maria Teresa Berardis M MOEC Cleonice Xavier Guedes M MSEC Márcia Cecília Glasser Santi da Costa 11/02/2003

10 NTS 007 : 2003 Norma Técnica SABESP Sabesp - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo Diretoria de Gestão de Assuntos Corporativos - C Superintendência de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico - CD Divisão de Normas Técnicas - CDGN Rua Costa Carvalho, CEP São Paulo - SP - Brasil Telefone: (0xx11) / FAX: (0xx11) mgoulart@sabesp.com.br - Palavras-chave: fósforo, análise, método colorimétrico - 6 páginas 11/02/2003