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Manual de Laboratórios: Solo, Água, Nutrição Vegetal, Nutrição Animal e Alimentos ISBN:85-86764-08-6 República Federativa do Brasil Luiz Inácio Lula da Silva Presidente Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Roberto Rodrigues Ministro Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Conselho de Administração Luiz Carlos Guedes Pinto Presidente Alexandre Kalil Pires Cláudia Assunção dos Santos Viegas Ernesto Paterniani Hélio Tollini Membros Diretoria Executiva Silvio Crestana Diretor-Presidente José Geraldo Eugênio de França Kepler Euclides Filho Tatiana Deane de Abreu Sá Diretores-Executivos Embrapa Pecuária Sudeste Nelson José Novaes Chefe-Geral Airton Manzano Chefe-Adjunto de Administração Alfredo Ribeiro de Freitas Chefe-Adjunto de Pesquisa e Desenvolvimento Sérgio Novita Esteves Chefe-Adjunto de Comunicação, Negócios e Apoio ISBN 85-86764-08-6 Novembro, 2005 Manual de Laboratórios: Solo, Água, Nutrição Vegetal, Nutrição Animal e Alimentos Editores: Ana Rita de A. Nogueira Gilberto Batista de Souza São Carlos, SP 2005 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária Centro de Pesquisa de Pecuária do Sudeste Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento Exemplares desta publicação podem ser adquiridos na: Embrapa Pecuária Sudeste Rod. Washington Luiz, km 234 Caixa Postal 339 Fone: (16) 3361-5611 Fax: (16) 3361-5754 Home page: www.cppse.embrapa.br E-mail: sac@cppse.embrapa.br Revisor de texto: Edison Beno Pott Normalização bibliográfica: Sônia Borges de Alencar Arte Gráfica (capa): Gerson Luiz Carbonero Tiragem: 1000 exemplares ÁREA DE INFORMAÇÃO - EDITORAÇÃO Nogueira, Ana Rita de A. Manual de Laboratório: Solo, água, nutrição vegetal, nutrição animal e alimentos / Ana Rita de Araújo Nogueira, Gilberto Batista de Souza.-- São Carlos: Embrapa Pecuária Sudeste, 2005. 334 p.: il. ISBN: 85-86764-08-6 Conteúdo: Coleta, Acondicionamento, Preparo de Amostra, Análises Químicas 1. Solo – Água - Nutrição Vegetal - Nutrição Mineral - Nutrição Humana - Nutrição animal - Coleta - Acondicionamento - Amostragem. 2. Solo - Água - Nutrição Vegetal - Nutrição Animal - Metodologias. 3. Laboratório - Manual. I. Nogueira, A.R. de A. (Ed.). II. Batista,G. B. (Ed.). CDD: 631.417202 ©EMBRAPA-2005 APRESENTAÇÃO A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), com o objetivo de melhorar a qualidade e de uniformizar os procedimentos em seus laboratórios, apoia, desde 1995, reuniões anuais de técnicos de nível médio e superior e pesquisadores diretamente envolvidos em análises laboratoriais. Para evitar insucessos no emprego de técnicas analíticas, há necessidade de maior controle de qualidade nos laboratórios. Esse fato tem suscitado o interesse de pesquisadores na participação em programas interlaboratoriais, visando a estabelecer procedimentos a serem observados nas análises em todo o seu processo, desde a fase de amostragem no campo até às determinações analíticas no laboratório, e se for o caso, a introdução de novos métodos Durante o I MET – “Workshop de Metodologias dos Laboratórios da Embrapa da região Sudeste”, que ocorreu de 6 a 8 de dezembro de 1995, ficou clara a necessidade de maior intercâmbio entre profissionais que trabalham em laboratórios, o que se refletiu no entusiasmo dos participantes e na demanda por manuais técnicos de uso comum. Este documento começou a ser elaborado durante as reuniões realizadas a partir do II MET - “Workshop de Metodologias dos Laboratórios da Embrapa das regiões Sudeste e Centro- Oeste”, realizado entre 27 e 30 de agosto de 1996, na Embrapa Pecuária Sudeste, em São Carlos, SP. Essa segunda reunião contou com a participação de profissionais da Embrapa das regiões Sudeste e Centro-Oeste e de outras instituições de pesquisa e ensino, e priorizou discussões sobre coleta, acondicionamento e preparo de amostras. Desde então, as reuniões adquiriram caráter nacional e têm ocorrido anualmente em diferentes unidades da Embrapa (Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG; Embrapa Solos, Rio de Janeiro, RJ; Embrapa Florestas, Colombo, Pr; Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna, SP e Embrapa Agrobiologia, Seropédica, RJ). A publicação deste material é um dos resultados das reuniões anuais e seguramente se refletirá no padrão de qualidade dos resultados de pesquisa da Empresa, além de constituir valioso subsídio para os profissionais que atuam em institutos de pesquisa e em universidades. Os primeiros cinco capítulos são uma reedição do manual “Coleta, acondicionamento e preparo de amostras”, publicado inicialmente em 1998. Nos capítulos seguintes, são apresentados os métodos atualmente empregados nos diferentes centros de pesquisa da Embrapa. A continuidade deste trabalho demonstrará mais uma vez a importância da colaboração entre os profissionais que enfrentam os mesmos problemas em seu dia a dia. Não há intenção de esgotar o assunto, mas sim de dar o primeiro passo, para, num só documento, reunir sugestões de procedimentos utilizados nos laboratórios que realizam análises de amostras de solos, água, plantas e materiais relacionados à nutrição animal. Algumas dessas sugestões são, sem dúvida, passíveis de alteração, em virtude do desenvolvimento e do aprimoramento das técnicas e dos equipamentos utilizados. Os Editores SUMÁRIO SOLO, ÁGUA, NUTRIÇÃO ANIMAL E ALIMENTOS.............................................................................. 8 CAPÍTULO 1 - SOLOS.......................................................................................................................... 18 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 18 2. SOLO18 2.1. INTRODUÇÃO............................................................................................................................ 18 2.2. AMOSTRAGEM .......................................................................................................................... 19 2.2.1. CRITÉRIOS PARA A DIVISÃO DA ÁREA DE AMOSTRAGEM.......................................... 19 2.2.2. NÚMERO DE AMOSTRAS SIMPLES OU SUBAMOSTRAS .............................................. 20 2.2.3. PROFUNDIDADE DE COLETA DE SUBAMOSTRAS ........................................................ 21 2.2.4. COMPOSIÇÃO DA AMOSTRA............................................................................................ 23 2.2.5. MATERIAL PARA A AMOSTRAGEM.................................................................................. 23 2.2.6. ÉPOCA DE AMOSTRAGEM................................................................................................ 24 2.2.7. FREQÜÊNCIA DE AMOSTRAGEM..................................................................................... 25 2.2.8. RECOMENDAÇÕES GERAIS PARA A AMOSTRAGEM.................................................... 25 2.3. ACONDICIONAMENTO E IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA .................................................... 26 2.4. REGISTRO E PREPARO DA AMOSTRA .................................................................................. 27 2.4.1. REGISTRO........................................................................................................................... 27 2.4.2. SECAGEM ........................................................................................................................... 27 2.4.3. MOAGEM, PENEIRAGEM E ARMAZENAGEM .................................................................. 27 3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................................28 CAPÍTULO 2 - ÁGUA ............................................................................................................................ 31 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 31 2. QUANDO, ONDE E COMO AMOSTRAR ......................................................................................... 32 3. ACONDICIONAMENTO DE AMOSTRAS: TIPOS E PROCEDIMENTOS DE LIMPEZA................. 33 4. PRESERVAÇÃO DAS AMOSTRAS ................................................................................................. 34 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................. 36 CAPÍTULO 3 - TECIDOS VEGETAIS ................................................................................................... 37 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 37 2. AMOSTRAGEM................................................................................................................................. 38 3. PROCEDIMENTO PARA COLETA DE AMOSTRAS DE FOLHAS NO CAMPO ............................. 42 3.1. COLETA DA AMOSTRA............................................................................................................. 42 3.2. IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA ............................................................................................... 42 3.3. MOAGEM.................................................................................................................................... 43 3.4. ARMAZENAGEM........................................................................................................................ 43 3.5. INTEGRIDADE DA AMOSTRA .................................................................................................. 43 3.6. PROBLEMAS DE CONTAMINAÇÃO......................................................................................... 44 3.7. ARQUIVO DE AMOSTRAS ........................................................................................................ 44 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................. 44 CAPÍTULO 4 - TECIDOS E PRODUTOS ANIMAIS.............................................................................. 46 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 46 2. ASPECTOS IMPORTANTES RELACIONADOS À COLETA DE AMOSTRAS................................ 47 3. OBJETIVO DA PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS........................................................................... 47 4. PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS.................................................................................................... 48 4.1. RECEBIMENTO.......................................................................................................................... 48 4.2. IDENTIFICAÇÃO E REGISTRO................................................................................................. 48 4.3. PRÉ-ACONDICIONAMENTO..................................................................................................... 49 4.4. PRÉ-SECAGEM ......................................................................................................................... 50 4.5. MOAGEM.................................................................................................................................... 51 4.6. ACONDICIONAMENTO.............................................................................................................. 51 4.7. ETAPAS DE PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS .......................................................................... 53 5. PREPARO DE AMOSTRAS DE INGREDIENTES E SUPLEMENTOS MINERAIS ......................... 57 6. OUTROS TIPOS DE AMOSTRAS DE ORIGEM ANIMAL................................................................ 57 6.1. OSSO.......................................................................................................................................... 58 6.2. FÍGADO ...................................................................................................................................... 58 6.3. SANGUE..................................................................................................................................... 59 6.4. LÍQUIDO DE RÚMEN................................................................................................................. 61 6.5. LÍQUIDOS DE ABOMASO E DE ÍLEO....................................................................................... 62 6.6. URINA......................................................................................................................................... 62 6.7. EXTRUSA ................................................................................................................................... 62 6.8. LEITE .......................................................................................................................................... 63 6.9. PÊLOS ........................................................................................................................................ 64 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................. 64 CAPÍTULO 5 - ALIMENTOS PARA CONSUMO HUMANO.................................................................. 65 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 65 2. OBJETIVO......................................................................................................................................... 66 3. FUNDAMENTO ................................................................................................................................. 66 4. EQUIPAMENTOS.............................................................................................................................. 66 5. PROCEDIMENTOS........................................................................................................................... 66 5.1. INSPEÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA ........................................................................ 67 5.2. SOLUBILIZAÇÃO DA AMOSTRA .............................................................................................. 67 5.3. PREPARO DA AMOSTRA.......................................................................................................... 67 5.4. CONSERVAÇÃO DA AMOSTRA ............................................................................................... 68 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................. 68 CAPÍTULO 6 - MÉTODOS DE ANÁLISE DE SOLO............................................................................. 71 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 71 2. DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ DO SOLO........................................................................................ 72 2.1. ACIDEZ ATIVA ........................................................................................................................... 72 2.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES...................................................................................................... 72 2.1.4. PROCEDIMENTO....................................................................................................................... 72 2.2. ACIDEZ TROCÁVEL (ALUMÍNIO TROCÁVEL) .........................................................................73 2.3. ACIDEZ POTENCIAL OU TOTAL COM A SOLUÇÃO DE ACETATO DE CÁLCIO.................. 75 2.4. ACIDEZ POTENCIAL POR POTENCIOMETRIA EM SOLUÇÃO-TAMPÃO SMP (PH SMP) ... 77 3. CARBONO ORGÂNICO.................................................................................................................... 78 3.1. PROCEDIMENTO EMPREGANDO DICROMATO .................................................................... 78 3.2. PROCEDIMENTO COLORIMÉTRICO....................................................................................... 81 4. FÓSFORO “DISPONÍVEL” E POTÁSSIO TROCÁVEL .................................................................... 82 4.1. MÉTODO DE MEHLICH 1, CAROLINA DO NORTE OU DO DUPLO ÁCIDO .......................... 82 4.2. MÉTODO DA RESINA (RAIJ ET AL., 2001) .............................................................................. 84 5. SÓDIO ............................................................................................................................................... 88 6. CÁLCIO E MAGNÉSIO ..................................................................................................................... 90 6.1. EXTRAÇÃO COM KCL 1,0 MOL L-1........................................................................................... 90 6.2. MÉTODO DA RESINA................................................................................................................ 92 7. BORO ................................................................................................................................................ 95 7.1. EXTRAÇÃO COM ÁGUA QUENTE ........................................................................................... 95 7.2. EXTRAÇÃO COM ÁGUA QUENTE EMPREGANDO RADIAÇÃO MICROONDAS .................. 96 8. ENXOFRE (S-SO42-).......................................................................................................................... 98 8.2. VARIAÇÃO DO MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE S-SO42-................................................... 99 9. DETERMINAÇÃO DE COBRE, FERRO, MANGANÊS E ZINCO................................................... 101 9.1. EXTRAÇÃO COM DTPA .......................................................................................................... 101 9.2. EXTRAÇÃO COM HCL A 0,1 MOL L-1 .................................................................................... 104 10. NITROGÊNIO TOTAL ................................................................................................................... 105 10.1. MÉTODO KJELDAHL............................................................................................................. 106 10.2. INCLUSÃO DE NITRATO E NITRITO NA QUANTIFICAÇÃO DO NITROGÊNIO TOTAL.... 110 10.3. NITROGÊNIO MINERAL (NH4+ E NO3-)................................................................................. 111 11. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA ...................................................................................................... 115 12. ANÁLISE FÍSICA........................................................................................................................... 117 12.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DO SOLO (MÉTODO DA PIPETA)..................................... 117 12.2. CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA DO SOLO........................................................... 121 12.3. DENSIDADE DO SOLO.......................................................................................................... 123 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 124 CAPÍTULO 7 - ÁGUA .......................................................................................................................... 127 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 127 2. PH ...................................................................................................................................................127 3. CÁLCIO E MAGNÉSIO ................................................................................................................... 129 4. SÓDIO E POTÁSSIO ...................................................................................................................... 130 5. ALCALINIDADE TOTAL.................................................................................................................. 131 6. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA ........................................................................................................ 133 7. OXIGÊNIO DISSOLVIDO (OD)....................................................................................................... 134 8. DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO (DQO).................................................................................. 136 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................ 138 CAPÍTULO 8 - TECIDO VEGETAL ..................................................................................................... 140 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 140 2. DECOMPOSIÇÃO E SOLUBILIZAÇÃO.......................................................................................... 141 2.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................................... 141 2.2. DECOMPOSIÇÃO POR VIA SECA.......................................................................................... 142 2.3. DECOMPOSIÇÃO POR VIA ÚMIDA........................................................................................ 144 2.4. PROCEDIMENTOS .................................................................................................................. 145 2.5. EXTRAÇÃO COM SOLUÇÃO DE ÁCIDOS DILUÍDOS (1,0 MOL L-1 DE HCL OU HNO3) .... 152 3. DETERMINAÇÕES ANALÍTICAS ................................................................................................... 153 3.1. NITROGÊNIO ........................................................................................................................... 153 3.1.1. SEMIMICRO KJELDAHL ................................................................................................... 154 3.1.2. ESPECTROFOTOMETRIA COM REAGENTE DE NESSLER ......................................... 156 3.1.3. AZUL DE INDOFENOL – REAÇÃO DE BERTHELOT...................................................... 158 3.1.4. ANÁLISE POR INJEÇÃO EM FLUXO – REAÇÃO DE BERTHELOT............................... 159 3.2. FÓSFORO ................................................................................................................................ 162 3.2.1. AZUL DE MOLIBDÊNIO .................................................................................................... 162 3.2.2. AMARELO DE VANADATO............................................................................................... 163 3.3. SÓDIO E POTÁSSIO................................................................................................................ 165 3.3.1. ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ATÔMICA................................................................. 165 3.4. CÁLCIO E MAGNÉSIO............................................................................................................. 167 3.4.1. ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA............................................................. 167 3.4.2. TITULAÇÃO COM EDTA ................................................................................................... 168 3.5. ENXOFRE................................................................................................................................. 170 3.6 COBRE,ZINCO, FERRO E MANGANÊS ................................................................................. 172 3.7. REGRAS BÁSICAS PARA MANUTENÇÃO DE ROTINA EM ESPECTRÔMETROS DE ABSORÇÃO ATÔMICA ................................................................................................................... 173 3.8. BORO........................................................................................................................................ 179 3.8.1. AZOMETINA-H................................................................................................................... 179 3.8.2. CURCUMINA ..................................................................................................................... 180 4. SISTEMA POLIVALENTE PARA DETERMINAÇÃO MULTIELEMENTAR EM ANÁLISE DE PLANTAS .................................................................................................................................. 182 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................................ 187 CAPÍTULO 9 - ANÁLISE DE ALIMENTOS........................................................................................ 188 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 188 2. DETERMINAÇÃO DE MATÉRIA SECA.......................................................................................... 188 2.1. DETERMINAÇÃO DE MATÉRIA SECA E UMIDADE EM PLANTAS EMPREGANDO RADIAÇÃO MICROONDAS ............................................................................................................ 191 3. DETERMINAÇÃO DE CINZAS ....................................................................................................... 194 ENERGIA BRUTA ............................................................................................................................... 196 4.1. APLICAÇÃO ............................................................................................................................. 196 4.2. APLICAÇÃO PARA BOMBA CALORIMÉTRICA PARR® (MANUAL DE OPERAÇÕES) ....... 197 5. DETERMINAÇÃO DE EXTRATO ETÉREO.................................................................................... 201 6. DETERMINAÇÃO DE ATIVIDADE UREÁTICA .............................................................................. 203 6.1. PROCEDIMENTO CONVENCIONAL....................................................................................... 203 6.2. TÉCNICA SIMPLIFICADA PARA DETERMINAÇÃO DA ATIVIDADE UREÁTICA (AU). ........ 205 7. DETERMINAÇÃO DE AMINOÁCIDOS........................................................................................... 206 7.1. MÉTODO DE OXIDAÇÃO COM ÁCIDO PERFÓRMICO SEGUIDA DE HIDRÓLISE ÁCIDA − MÉTODO A................................................................................................................ 206 8. DETERMINAÇÃO DE OXALATOS TOTAIS E OXALATOS SOLÚVEIS EM ÁGUA EM AMOSTRAS DE PLANTAS............................................................................................................. 214 9. CARBOIDRATOS............................................................................................................................ 217 10. DIGESTIBILIDADE........................................................................................................................ 224 10.1. DETERMINAÇÃO DE DIGESTIBILIDADE COM PEPSINA − MÉTODO A ........................... 224 10.2. DETERMINAÇÃO DA DIGESTIBILIDADE “IN VITRO” DA MATÉRIA SECA E DA MATÉRIA ORGÂNICA...................................................................................................................................... 228 11. FIBRAS.......................................................................................................................................... 233 11.1. DETERMINAÇÃO DE FIBRA DIETÉTICA TOTAL − MÉTODO A ......................................... 233 11.2. DETERMINAÇÃO DE FIBRA BRUTA − MÉTODO B............................................................. 238 11.3. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DE PLANTAS FORRAGEIRAS – MÉTODOS DE VAN SOEST ......................................................................................................................................................... 241 12. DETERMINAÇÃO DE CELULOSE ............................................................................................... 252 13. DETERMINAÇÃO DE LIGNINA .................................................................................................... 254 13.1. MÉTODO DO PERMANGANATO DE POTÁSSIO ................................................................ 254 13.2. DETERMINAÇÃO DA LIGNINA E DA CELULOSE: MÉTODO DO ÁCIDO SULFÚRICO A 72% (V/V) . ............................................................................................................................................... 257 14. DETERMINAÇÃO DA SÍLICA ....................................................................................................... 259 15. DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO............................................................................................ 261 15.1. DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO TOTAL PELO MÉTODO DE KJELDAHL .................. 261 15.2. PROTEÍNA BRUTA ................................................................................................................ 264 15.3. DETERMINAÇÃO DE NITRATO EM TECIDO VEGETAL ..................................................... 265 15.4. DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO AMONIACAL (N-NH3) ................................................. 267 15.5 DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO INSOLÚVEL EM DETERGENTE NEUTRO (NIDN).... 271 15.6. DETERMINAÇÃO DE NITROGÊNIO INSOLÚVEL EM DETERGENTE ÁCIDO (NIDA)....... 273 16. DETERMINAÇÃO DE MACROELEMENTOS (CA, MG, K, NA, S) EM PLANTAS....................... 275 POR DIGESTÃO NITRO-PERCLÓRICA ............................................................................................ 275 17. DETERMINAÇÃO DE FÓSFORO (P-PO42-) EM PLANTAS ......................................................... 279 17.1 MÉTODO DE GOMORY - DIGESTÃO NITRO-PERCLÓRICA............................................... 279 17.2. MÉTODO DO VANADATO - DIGESTÃO NÍTRO-PERCLÓRICA.......................................... 283 17.3. DETERMINAÇÃO DA SOLUBILIDADE DE FÓSFORO EM SOLUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO A 2%......................................................................................................................... 286 25. DETERMINAÇÃO DE GRANULOMETRIA................................................................................... 289 19. DETERMINAÇÃO DE AMIDO....................................................................................................... 293 20. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................................. 295 I. COLETA, ACONDICIONAMENTO E PREPARO DE AMOSTRAS CAPÍTULO 1 - SOLOS Amoacy Carvalho Fabrício1 Ana Cândida Primavesi2 César de Rosso3 Celso João Alves Ferreira4 Hélio Teixeira Prates5 Marcos Roberto Ferraz6 Maria José Aguirre Armelin7 Mário Miyazawa8 Odo Primavesi2 Paule Jeanne Mendes9 Pedro L. O. de A. Machado10, coordenador Vera Lúcia Ferracini3 1. INTRODUÇÃO Considerando as atividades passíveis de uniformização nas diferentes situações de uso e de manejo do solo, decidiu-se sugerir procedimentos de coleta e de preparo de amostras para utilização em determinações de rotina. Exceção se faz para o caso da determinação de nitrato. Não estão incluídas as orientações para amostras utilizadas em investigações científicas cujos métodos encontram-se ainda em fase de estudos. 2. SOLO 2.1. INTRODUÇÃO Qualquer tipo de análise de solo tem por objetivo determinar quantitativamente características químicas, físicas oubiológicas, que representam os reais valores da respectiva característica dentro de uma faixa de dispersão confiável e estatisticamente fundamentada. A condição para isto é que o procedimento analítico, juntamente com os preparativos pertinentes, não contenha erros sistemáticos (também entendidos como declinações) ou até erros graves (p. ex., segregantes não considerados). ________________________________________________ 1Embrapa Agropecuária Oeste; 2Embrapa Pecuária Sudeste; 3Embrapa Meio Ambiente; 4Embrapa Soja; 5Embrapa Milho e Sorgo; 6Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, USP, Pirassununga, SP; 7Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN; 8Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR; 9Embrapa Pantanal; 10Embrapa Solos. Mesmo que essas condições sejam atendidas, o dado analítico encontrado somente representará o valor real se o material ou o substrato utilizado para a análise for representativo do todo ao qual ele pertence. O problema da representatividade poderia ser evitado se todo o universo do material investigado pudesse ser analisado. Isso, entretanto, é pura teoria, exceto para aquelas determinações em amostras de pequeno volume, em que se pretende avaliar as condições imediatamente adjacentes ao ponto de amostragem. Na prática, as determinações podem ser conduzidas apenas em “partes do todo”, ou seja, em amostras, de cujos resultados seja possível inferir a concentração ou a característica do todo. Destarte, a amostragem, obedecendo a um dos princípios estatísticos da minimização de erros, é de grande importância para a exatidão do valor encontrado pela análise, ou seja, a aproximação máxima possível do valor real. Quanto mais passos ou mais procedimentos houver para a coleta da amostra (composição de uma amostra a partir de subamostras, acondicionamento, transporte, secagem, preparo em laboratório, etc.) mais difícil será a obtenção do valor real. A obtenção do valor real também é dificultada quando determinado elemento ou substância analisada não é uma grandeza constante, alterando-se até o momento da análise, podendo levar, assim, à alteração do valor real (p. ex., teor de água, concentração de nitrato ou amônio, atividade de microrganismos). A amostragem de solo não é prática simples e deve ser rigorosamente executada, seguindo as instruções baseadas em considerações de ordem científica (HOFFMAN, 1991). 2.2. AMOSTRAGEM 2.2.1. CRITÉRIOS PARA A DIVISÃO DA ÁREA DE AMOSTRAGEM Um requisito importante para que a amostragem seja bem sucedida é a escolha da área da qual serão retiradas as amostras simples (também denominadas de subamostras). O tipo de solo é um critério utilizado para a divisão da área ou da gleba, mas, dentro do mesmo tipo de solo, em conseqüência de diferentes coberturas vegetais, cor do solo, posição no relevo, drenagem e histórico da área, nova subdivisão deve ser realizada, pois cultivos diferentes exigem manejo diferente, tais como a adubação (mineral ou orgânica) ou o controle de plantas daninhas, pragas e doenças. Essa nova subdivisão é importante, principalmente quando se pretende quantificar os teores de nutrientes em plantas ou os resíduos de pesticidas em culturas subseqüentes. Áreas mal drenadas, formigueiros, área com acúmulo de esterco, depósitos de adubos, área de acúmulo de palhada próxima à trilhadeira, etc., que não representem a superfície utilizável, não devem ser incluídas na amostragem. Deve-se delimitar a área a ser amostrada, longe o suficiente (2 a 5 m) de rodovias, estradas rurais, cercas ou depósitos em geral. Para solos em que se pratica a olericultura, o princípio é o mesmo, mas, pelo fato de se tratar de áreas menores, o distanciamento deve ser menor, porém, não menor do que 1 m. Mesmo quando se divide ou se escolhe uma área considerada homogênea no sentido anteriormente exposto, a heterogeneidade ainda pode ocorrer, dependendo da característica a ser determinada. Segundo HEMINGWAY (1955), a variância do erro na determinação de nutrientes aumenta quando esterco, calcário ou adubo mineral são aplicados ao solo. Havendo essa heterogeneidade dos solos, que pode ser acentuada em solos arenosos, em que a fertilidade química é intimamente relacionada com o manejo do material orgânico, surge a questão a respeito da quantidade de subamostras a ser coletada, para preparar a amostra composta. 2.2.2. NÚMERO DE AMOSTRAS SIMPLES OU SUBAMOSTRAS Quando se fala no número de amostras simples que deve ser coletado, sempre surge a questão referente ao nível de exigência na amostragem sem causar, todavia, volume de trabalho impraticável ou economicamente inviável. Em estudos sobre a coleta de amostras, pode-se identificar a magnitude do erro da amostragem e calcular o número de subamostras necessário para que haja equivalência entre o volume de trabalho (laboriosidade) e o nível representativo do erro da amostragem. Em geral, a confiabilidade dos resultados aumenta com o número de subamostras. Entretanto, para a quantificação de nutrientes que visa à recomendação de adubação, 10 a 20 subamostras da camada arável (0 − 20 cm) de uma área de 1 a 2 ha (em casos de grande uniformidade do terreno, até 4 ha) são consideradas suficientes (OLSON et al., 1958; CAMERON et al., 1971; ILK & NIMMERVOLL, 1974). As subamostras são coletadas em ziguezague, em pontos distanciados de 15 a 20 passos um do outro e acondicionadas num recipiente plástico limpo (p. ex., balde de 5 a 10 L), para posterior composição da amostra propriamente dita. Procedimentos mais refinados de amostragem dos solos podem ser adotados em áreas de investigação científica, em áreas críticas ou em áreas agrícolas, em que a intensificação do processo produtivo, associado ao uso mais criterioso de insumos, vai se consolidando. Tais procedimentos englobam o estudo da variabilidade espacial das propriedades do solo consideradas, objetivando a interpolação dos seus valores, possibilitando, assim, a espacialização e maior precisão nas adubações. 2.2.3. PROFUNDIDADE DE COLETA DE SUBAMOSTRAS De maneira geral, a amostra é retirada até a profundidade de 20 cm, devendo representar porção uniforme de 0 a 20 cm. Em áreas ainda não preparadas mecanicamente (aração, gradagem, etc.) ou com cobertura morta, deve-se limpar a superfície do solo nos locais escolhidos para retirar as subamostras, removendo folhas, ramos ou galhos com cautela suficiente para não descartar parte significativa do solo. A adoção das amostragens na profundidade de até 20 cm apresenta vantagens na uniformização do procedimento, que permite a comparação de resultados obtidos no passado, visando à constituição de um histórico da fertilidade química, e também possibilita a comparação com resultados de análise de solos de outras localidades. Amostragem nessa profundidade vem sendo normalmente adotada em sistemas de cultivo convencional, em que o preparo do solo, para a semeadura da cultura anual, consiste em uma aração e duas gradagens. Nesse sistema, o solo sofre revolvimento na camada de 0 a 20 cm. Para averiguar o ambiente radicular no subsolo, recomenda-se ainda a amostragem nas profundidades de 20 − 40 e 40 − 60 cm. Há evidências (RAIJ, 1988; PAVAN & VOLKWEISS, 1986) de que nessas profundidades a presença de alta quantidade de alumínio, associada à deficiência de cálcio, possa atuar como barreira química, impedindo o crescimento radicular em profundidade. Segundo OLIVEIRA et al. (1996), para o algodoeiro, o conhecimento das condições de acidez subsuperficial é muito importante, pois saturação de alumínio superior a 20% pode comprometer ou até inviabilizar a cultura nessas áreas. Esse procedimento de amostragem também é recomendado para áreas novas de cultivo. Em pastagens sob manejo extensivo, em que raramente se fazem adubações ou renovações, também se recomenda a amostragem na profundidade de 0 a 20 cm. Em sistemas de plantio direto, há tendência de concentração dos nutrientese da matéria orgânica nos primeiros centímetros de solo, o que se deve basicamente ao padrão de mobilidade dos íons no solo, à não incorporação de fertilizantes e corretivos mediante o revolvimento e ao enriquecimento das camadas mais superficiais pela decomposição dos resíduos das culturas (VIEIRA, 1996). Assim, para detectar a existência ou não de um gradiente de fertilidade, torna-se necessário executar amostragens mais estratificadas: 0 − 10, 10 − 20, 20 − 40 e 40 − 60 cm. Tal procedimento deve ser adotado também para pastagens sob manejo intensivo. Para culturas perenes (p. ex., café e frutíferas) já instaladas, amostrar de 0 − 10, 10 − 20, 20 − 40 e 40 − 60 cm na projeção da copa, que é o local da adubação, e nas mesmas camadas entre as linhas de plantio ou no centro das ruas. Segundo PAVAN & CHAVES (1996), a aplicação de fertilizantes durante vários anos sob a projeção da copa causa não apenas um gradiente de fertilidade vertical, como no plantio direto, mas também horizontal. Segundo os mesmos autores, embora as culturas perenes tenham sistema radicular mais profundo, elas apresentam menor demanda de nutrientes por volume de solo e por unidade de tempo do que as culturas anuais, em razão do crescimento lento e da absorção diferencial de nutrientes durante o ano. Isso torna necessário que se avalie maior número de camadas para o diagnóstico da fertilidade. Na instalação das culturas, a amostragem deve ser feita na profundidade de 0 − 20, 20 − 40 e 40 − 60 cm. A amostragem em lavouras de cana-de-açúcar deve ser feita nas profundidades de 0 − 25 e 25 −50 cm. A adubação freqüente de vinhaça nesse sistema torna necessária amostragem também a 0 − 10 cm. A profundidade de amostragem em solos de várzea deve ser variável com o tipo de solo e de acordo com a sua diferenciação vertical. Segundo COSTA (1996), os solos de várzea são aqueles encontrados nas planícies dos rios, onde se desenvolveram pela deposição de sedimentos. Há variações acentuadas, não só devidas à sedimentação no sentido horizontal, mas também devidas à sedimentação vertical. Assim, a profundidade de amostragem deve variar de acordo com o tipo de solo e de acordo com sua diferenciação vertical. Nos solos do tipo gley pouco húmico, amostragens de 0 − 20 cm e 20 − 40 cm podem caracterizar a fertilidade do solo. Nos solos orgânicos, maiores profundidades devem ser exploradas, sendo importante determinar o substrato mineral, o que pode ocorrer a partir dos 80 cm, exigindo, assim, amostragens a 80 − 100 cm, principalmente no início da exploração da várzea (COSTA, 1996). A interpretação dos resultados do solo de várzea requer cuidado especial, pois as determinações químicas são feitas na presença de atmosfera com oxigênio. Nessas condições, os elementos reduzidos vão se oxidar com O2 atmosférico. As principais alterações químicas são: diminuição no valor de pH, aumento no teor de Al3+ e diminuição nos teores de Fe2+, Mn2+, S2- e PO43-. Portanto, os resultados das determinações químicas podem não refletir as reais condições das plantas provenientes de várzeas ou de solos inundados. As principais dificuldades encontradas quando se deseja analisar amostras provenientes de solos inundados são: 1) amostragem sem contato com O2 atmosférico e seu transporte até o laboratório; 2) homogeneização e pesagem das amostras; e 3) acondicionamento das amostras. Em solos em que há reflorestamento, recomenda-se a amostragem a 0 − 20 e a 20 − 40 cm. A amostragem que visa à quantificação de resíduos de pesticidas em culturas subseqüentes deve ser executada à profundidades de 0 − 10 cm e de 10 − 20 cm. 2.2.4. COMPOSIÇÃO DA AMOSTRA A composição ideal da amostra se dá pelo quarteamento do material, ou seja, homogeneizar bem as subamostras contidas no recipiente e despejar sobre uma folha de plástico de aproximadamente 70 a 100 cm de lado. Em seguida, espalhar o material e dividi- lo em oito áreas. Descartar duas porções de solo de cada lado, localizadas frente a frente, mas não avizinhadas (Figura 1). O material restante deve ser novamente homogeneizado, repetindo-se o mesmo procedimento anteriormente descrito, até que se obtenha a amostra desejada. Para a determinação de nutrientes, a quantidade de 300a 500 g de solo é suficiente. Caso o solo apresente grande quantidade de fração grosseira (calhaus, cascalhos e matacões), há a necessidade de 1 a 2 kg de material. Em razão da variabilidade existente na densidade dos solos de várzea, principalmente nos orgânicos e no gley húmico, é importante garantir o envio de amostra de 500 g de solo, mesmo que os volumes encaminhados para a análise sejam diferentes (COSTA, 1996). No local, a amostra, uma vez composta, deve ser seca ao ar e à sombra, sobre uma folha de plástico limpa. Figura 1. Sugestão de quarteamento do material e de descarte de porções. Dependendo da característica a ser analisada (p. ex., nitrato, atividade microbiana), esta sugestão de composição de amostra de solo deve ser modificada. 2.2.5. MATERIAL PARA A AMOSTRAGEM A coleta de amostras pode ser feita com diversas ferramentas, dependendo da disponibilidade do equipamento e da acurácia exigida. Um equipamento adequado para a amostragem de solos é o trado, que, muitas vezes, é concebido e fabricado na própria instituição de pesquisa. Constitui-se de um tubo de aço leve, com uma fenda lateral ao longo da profundidade a ser amostrada (normalmente mede 1,5 m) e com a extremidade inferior cortante. Possui demarcações a cada 5 cm ao longo da fenda e, na extremidade superior, apresenta um cabo disposto em “T”. É importante frisar que existem firmas internacionais especializadas na confecção desse equipamento. Como se pode observar na Figura 2, existem vários tipos de equipamento para a amostragem do solo: o trado holandês, que tem bom desempenho em qualquer tipo de solo, mas exige grande esforço físico; o trado de rosca, mais adequado para solos arenosos e úmidos; o trado caneco, ideal para solos secos e compactados, que não exige muito esforço físico; o calador, ideal para amostragem em terra fofa e ligeiramente úmida; e a pá de corte ou pá reta, equipamento mais disponível e simples para o agricultor, e que deve ser usado isoladamente em terra úmida e fofa, ou com o enxadão em solo seco e compactado (LOPES & GUIMARÃES, 1989). Há solos extremamente compactados, em que se utiliza uma chibanca, que é semelhante a um pequeno alvião ou picareta. Um problema que se tem observado freqüentemente é o uso de materiais potencialmente contaminantes e relativamente pesados para a tarefa (p. ex., aço galvanizado). Ao se proceder a coleta das 15 a 20 subamostras na área delimitada, a pessoa, que logo entra em cansaço em razão da massa do equipamento, passa a considerar a coleta de 7 a 10 subamostras como “adequada” para a análise. É importante que se colete sempre o mesmo volume para cada subamostra. Figura 2. Equipamentos mais comuns para a coleta de amostras de solos. Fonte: LOPES & GUIMARÃES (1989). 2.2.6. ÉPOCA DE AMOSTRAGEM A época de amostragem ideal está entre a colheita e a adubação subseqüente. A última adubação, entretanto, não deve estar muito próxima da amostragem, sendo que a adubação orgânica deve ter sido executada há 8 semanas e a mineral há 4 a 6 semanas. Para realizar a amostragem, deve ter havido precipitação mínima de 10 mm. O solo deve permitir preparo mecânico, como aração ou gradagem (ponto de sazão), ou seja, quando molhado, não deve estar plástico ou muito plástico, e quando seco, não deve estar duro ou muito duro. Após chuva copiosa, deve-se esperar de 2 a 4 dias para atingir a consistência adequada para amostragem com boa homogeneização. 2.2.7. FREQÜÊNCIA DE AMOSTRAGEM Enquanto segundo o IAPAR (1996) a amostragem de solos pode ser realizada em intervalos de 3 a 5 anos, de acordo com RAIJ et al. (1985) a amostragem deve ser repetida em intervalos que podem variar de uma quatro anos. No entanto, para ambos, o intervalo das amostragens pode ser diminuído se for observado algum comportamento diferencial no desenvolvimento da cultura, caso a gleba receba maior aplicação de adubo ou se houver emprego de novo critério de adubação ou correção do solo, indicados pelos órgãos de pesquisa ou de assistência técnica. Em áreas irrigadas, recomenda-se amostrar o solo anualmente. Em pastagens, a amostragem deve ser anual em áreas cultivadas com espécies exigentes sob pastejo (p. ex., capim-colonião, grama-estrela, capim-napier), capineiras (p. ex., capim-napier, cana-de-açúcar e capim-guatemala) ou alfafa. Em áreas com forrageiras menos exigentes, como capim-braquiária, capim-andropogon e capim-gordura, a amostragem pode ser feita em intervalos de 2 a 3 anos (MARUN, 1996). 2.2.8. RECOMENDAÇÕES GERAIS PARA A AMOSTRAGEM Bem antes da utilização da estatística na amostragem, alguns procedimentos gerais para a coleta de amostras se desenvolveram na prática e, assim, possibilitaram a diminuição de erros. Para o caso de solos, são considerados importantes os seguintes procedimentos: • Independentemente do tamanho, as amostras oriundas de maior número de subamostras são melhores do que aquelas formadas de poucas subamostras. • Quanto maior for a quantidade da fração grosseira do solo (cascalhos, calhaus e matacões), tanto maior será a quantidade de subamostras a coletar na área delimitada e mais laboriosa será a tarefa. • Com o intuito de evitar erros sistemáticos, as subamostras devem ser retiradas transversalmente à orientação da linha de plantio, de preparo do solo ou de adubação. • Na amostragem e na elaboração e no preparo da amostra, cada cascalho, cada calhau ou cada matacão deve ter a mesma chance de estar presente na amostra composta ou nos passos para a sua composição, ou seja, cada tipo de fração grosseira deve ter a possibilidade de constituir a amostra composta, nas mesmas proporções que as encontradas no solo amostrado. • A amostragem deve ser realizada quando o solo está no seu ponto de sazão, ou seja, no estado de consistência em que se possa proceder a aração ou a gradagem. • Não fumar durante a coleta das amostras, pois cinzas de cigarro de qualquer natureza podem afetar o resultado da análise de solo, principalmente com relação aos teores de potássio. 2.3. ACONDICIONAMENTO E IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA O acondicionamento de amostras para análise que visem ao levantamento da fertilidade deve ser feito em sacos plásticos limpos, com capacidade para 1 ou 2 kg, dependendo da quantidade de amostra composta (ver tópico 1.4). Na falta de etiqueta, o material do saco deve possibilitar identificação com o número, a origem da amostra e a cobertura vegetal. Para o acondicionamento de amostras que visem à quantificação de nitrato, deve-se proceder da seguinte maneira: após a coleta da amostra, esta, ainda úmida, deve ser acondicionada em saco plástico, identificada e armazenada em caixas térmicas com gelo reciclável ou em tambor com nitrogênio líquido, para transporte até o laboratório. Para períodos mais longos de armazenamento, a amostra deve ser guardada sob temperatura de 4°C. Para a quantificação de resíduos de pesticidas, as amostras devem ser acondicionadas em tubos de PVC utilizados na amostragem ou em saco plástico de polietileno transparente. O transporte deve ser feito o mais rapidamente possível para o laboratório, em caixas térmicas com gelo reciclável ou em tambor com nitrogênio líquido. Para períodos mais longos, conservar em congelador (-20°C), observando-se as características do princípio ativo. A amostra pode ser identificada da seguinte maneira: • nome do solicitante; • data e período da amostragem; • local da amostragem: Estado, município, nome da propriedade e, se possível, as coordenadas locais; • número da amostra; • profundidade e número de subamostras; • tamanho da área amostrada; • tipo de relevo (encosta de morro, terra plana, alto do morro, várzea ou baixada); • observações complementares sobre o estado atual do solo, condições climáticas, vegetação predominante, cultura anterior, idade da cultura perene ou semiperene, etc.; • informações sobre adubações ou pesticidas, indicando tipo e quantidade aplicados. LEMOS & SANTOS (1996) apresentaram sugestões de fichas para descrição de amostras de solos, além de procedimentos para descrição e coleta de solo no campo para a execução de levantamentos pedológicos. 2.4. REGISTRO E PREPARO DA AMOSTRA A amostra de solo, ao chegar no laboratório, deve estar devidamente identificada (ver tópico 2) para ser registrada e, posteriormente, preparada. 2.4.1. REGISTRO Cada laboratório possui um sistema de registro específico, mas geralmente a amostra recebe um número de laboratório, que deverá ser colocado na folha de informação (folha de resultado de análise de solo) para posterior identificação. O número de registro também é colocado nas caixas que contêm as amostras já preparadas. 2.4.2. SECAGEM Para determinação química e física (fertilidade), a amostra deve ser espalhada sobre uma mesa ou prateleira com superfície lisa de material não contaminante. A secagem ao ar se procede à sombra, em que torrões maiores e mais frágeis são quebrados manualmente e, em seguida, faz-se o revolvimento da amostra para agilização da secagem. A secagem também pode ser feita em estufa com circulação forçada de ar e sob temperatura que não exceda 40°C. Temperaturas mais altas podem acarreta r alteração nos teores de fósforo, potássio, enxofre, ferro e manganês, dentre outros. 2.4.3. MOAGEM, PENEIRAGEM E ARMAZENAGEM A amostra seca pode apresentar ainda alguns torrões menores, aos quais há necessidade de aplicar, com as duas mãos, um rolo de madeira ou utilizar almofarizes com pistilo de porcelana, para uma perfeita moagem. Deve-se ter o cuidado de não moer cascalhos e calhaus. Em muitos laboratórios são utilizados moedores automáticos de martelo. Após a moagem de cada amostra, deve ser feita limpeza do equipamento, utilizando-se pincéis, ar pressurizado, etc. A contaminação de amostras com elementos do material do próprio equipamento é desprezível. Após a moagem, a amostra é passada em peneira com malha de 2 mm e posteriormente acondicionada em caixa de papelão ou em pote de vidro ou plástico. Embora seja pequena a quantidade de amostra necessária para todas as determinações (< 50 cm3), deve-se preparar quantidade maior (> 300 cm3), para facilitar a utilização do cachimbo ou a pesagem, além de permitir eventuais repetições. O armazenamento de amostras de solo deve ser feito em local seco e, normalmente, por um período de 3 meses, para o caso de haver solicitação de reanálise. Nas instituições de pesquisa em que são realizados estudos de adubação, os laboratórios devem ser encorajados a formar um banco permanente de solos, pois, com os resultados de produção de campos experimentais e das determinações químicas e físicas, torna-se possível calibrar novos métodos que venham a ser desenvolvidos ou fazer ajustes nos já existentes. Nunca é demais reforçar que os locais onde as amostras são manuseadas devem se manter sempre rigorosamente limpos e em ordem, evitando-se manipular sacos de adubo nas salas de preparo e de estocagem de amostras de solo. É importante evitar a presença de produtos de limpeza que possam contaminar as amostras. Para a determinação de resíduos de pesticidas, o procedimento é idêntico ao descrito anteriormente, observando-se, contudo, as características do princípio ativo e do método de análise. 3. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAMERON, D.R.; NYBORG, M.; TOOGOOD, J.A.; LAVERTY, D.H. Accuracy of field sampling for soil tests. Canadian Journal of Soil Science, Ottawa, v.51, n.1, p.165-175. 1971. COSTA, A. Várzeas. In: IAPAR Amostragem de solo para análise química - plantio direto e convencional, culturas perenes, várzeas,pastagens e capineiras. Londrina: IAPAR, 1996. p. 21-25. (IAPAR. Circular, 90). EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro, RJ). Manual de Métodos de Análise de Solos. 2. ed. Rev. Atual. Rio de Janeiro, 1997. 212p. (EMBRAPA – CNPS. Documentos, 1). HEMINGWAY, R.G. Soil sampling errors and advisory analyses. Journal of Agricultural Science, Cambridge, v.46, n. 1, p.1-8, 1955. HOFFMAN, G. Methodenbuch: Die Untersuchung von Boeden. Band I. 4. Auflage. Darmstadt: VDLUFA-Verlag, 1991. IAPAR (Londrina, PR). Amostragem de solo para análise química - plantio direto e convencional, culturas perenes, várzeas, pastagens e capineiras. Londrina, 1996. 28p. (IAPAR. Circular, 90). ILK, F.; NIMMERVOLL, W. Streuung von Analysenergebnissen von Boden und Pflanzen innerhalb eines Weizenfeldes. Land- und Forstwirtschaftliche Forschung in Oesterreich, Band, v.6, p.97-102, 1974. LEMOS, R.C.; SANTOS, R.D. 3.ed. Manual de descrição e coleta de solo no campo. Campinas: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1996. 84 p. LOPES, A.S.; GUIMARÃES, P.T.G. Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes em Minas Gerais. Lavras: Comissão de Fertilidade do Solo de Estado de Minas Gerais, 1989. 176 p. MARUN, F. Pastagens e capineiras. In: IAPAR. Amostragem de solo para análise química - plantio direto e convencional, culturas perenes, várzeas, pastagens e capineiras. 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VAN; SILVA, N.M.; BATAGLIA, O.C.; QUAGGIO, J.A.; HIROCE, R.; CANTARELLA, H.; BELLINAZZI JR.; DECHEN, A.R.; TRANI, P.E. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. Campinas: IAC, 1985. 107p. (IAC. Boletim Técnico, 100) RAIJ, B. VAN Gesso agrícola na melhoria do ambiente radicular no subsolo. São Paulo: ANDA,. 1988. 88 p. SILVA, F.C.; RAIJ, B. VAN; ARCANGELA, C.; BARRETO, W. O.; MELO, W. J.; MIYAZAWA, M.; CLAESSEN, M.E.C.; BOARETTO, A.E.; MACHADO, P.L.O.A.; NETTO, A.R.; GOMES, P.C.; SALDANHA, M.F.C.; PEREZ, D.V. Elaboração do manual de fertilidade do solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA - CNPS, Programa 01 - Recursos Naturais. (Subprojeto 01.0.94.203-08). Projeto em andamento, 1996. 6p. VIEIRA, M.J. Plantio direto. In: IAPAR, Amostragem de solo para análise química - plantio direto e convencional, culturas perenes, várzeas, pastagens e capineiras. Londrina: IAPAR, 1996, p.11-14. (IAPAR. Circular, 90). CAPÍTULO 2 - ÁGUA Amoacy Carvalho Fabrício1 Ana Cândida Primavesi2 César de Rosso3 Celso João Alves Ferreira4 Hélio Teixeira Prates5 Marcos Roberto Ferraz6 Maria José Aguirre Armelin7 Mário Miyazawa8 Odo Primavesi2 Paule Jeanne Mendes9 Pedro L. O. de A. Machado10, coordenador Vera Lúcia Ferracini3 1. INTRODUÇÃO O objetivo de amostragem é coletar volume de água pequeno o bastante para ser transportado convenientemente e manuseado no laboratório e que represente, o mais acuradamente possível, o material coletado. Isso significa que as proporções relativas ou as concentrações de todos os componentes na amostra correspondam àquelas no material sendo amostrado e que a amostra seja manuseada de tal forma que nenhuma mudança significativa em composição ocorra antes de as determinações serem realizadas. Desse modo, deve-se procurar sempre transportar as amostras do local de coleta para o laboratório em recipientes (caixas de isopor, caixas térmicas) que protejam as amostras da luz e do aumento de temperatura. Se o tempo necessário para a coleta e o transporte superar algumas horas, o uso de gelo pode ser uma alternativa. Entende-se por material sendo amostrado a água de abastecimento doméstico e industrial, rios, lagoas, represas, estuários, chuva, água subterrânea, solução de solo (extratores, piezômetros), água de escoamento superficial, água de irrigação, água de refrigeração, água de caldeiras ou de alimentação de caldeiras, efluentes de estações de tratamento de esgoto doméstico e efluentes industriais e de atividades extrativas minerais. Algumas determinações devem ser realizadas no campo, tais como pH, odor, salinidade, temperatura e oxigênio dissolvido, se medido por potenciometria. Quando isso não for possível, procurar executar as determinações imediatamente após chegar ao laboratório, com exceção das duas últimas variáveis. ______________________________________________ 1Embrapa Agropecuária Oeste; 2Embrapa Pecuária Sudeste; 3Embrapa Meio Ambiente; 4Embrapa Soja; 5Embrapa Milho e Sorgo; 6Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, USP, Pirassununga, SP; 7Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN; 8Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR; 9Embrapa Pantanal; 10Embrapa Solos. Etiquetar as amostras, fornecendo número, coletor, data, hora e local de amostragem. Utilizar etiquetas e marcadores resistentes à água, ao manuseio e à estocagem. Registrar também o tipo de amostra, o amostrador utilizado e as condições climatológicas. A quantidade de amostra é função das variáveis que serão analisadas, mas o volume de 1 L pode ser suficiente para a maioria das determinações. Utilizar frascos separados para determinações microbiológicas, de pesticidas, de oxigênio dissolvido, físicas e químicas. Dentro do grupo das análises químicas, usar frascos plásticos e de vidro, quando as variáveis a serem medidas exigirem tal separação. 2. QUANDO, ONDE E COMO AMOSTRAR Para se obter amostras representativas, é necessário levar em consideração que existe grande variedade de condições sob as quais as amostras são coletadas. Assim, torna-se difícil estabelecer o procedimento que seja unânime e ideal em todas as situações. A composição de amostras geralmente é considerada como a mistura, em proporções iguais, de amostras obtidas em diferentes instantes durante deeterminado período. Esse período pode ser estabelecido em função das características de operação (especialmente para efluentes industriais) ou do tipo de material amostrado. Algumas águas só serão representativas se a amostragem for realizada no tempo e no espaço. Se houver interesse no conhecimento de valores máximos e mínimos, as amostras deverão ser coletadas e analisadas separadamente. Se o material que estiver sendo amostrado for considerado suficientemente constante em composição ao longo do tempo ou espacialmente uniforme em uma área representativa, amostras simples poderão ser coletadas. Exemplos que podem ser enquadrados nesse caso são a água de abastecimento urbano, a água subterrânea e algumas águas superficiais. Quando o material investigado se mostrar variável no espaço, como no caso de rios que apresentem variações horizontais e em função da profundidade, integradores de amostras tornam-se necessários. Amostras podem ser integradas da superfície para o fundo, no meio do canal, ou transversalmente, de lado a lado, à meia profundidade. A velocidade de movimento do amostrador deve ser ajustada de acordo com a velocidade da água. Nos rios, evitar áreas de excessiva turbulência ou remanso, procurando trabalhar nos trechos mais lineares. Em lagos,a variabilidade espacial é geralmente investigada em pontos de coleta distintos, tanto à superfície quanto à profundidade. Variação diurna em lagos é objeto de estudo, e portanto, não é feita composição de amostras, como é o caso, normalmente, de efluentes. Coletas em profundidades específicas podem ser realizadas com auxílio de amostradores do tipo “Van Dorn” ou “Kemmerer”. O bombeamento, normalmente utilizado para amostrar águas subterrâneas, também pode ser adotado na coleta em profundidade em lagos e grandes rios. Para a coleta de água de chuva, coletores devem ser instalados em pontos estratégicos e as amostras devem ser coletadas após um período de precipitação. Em geral, determina-se deposição atmosférica (chuva, poeira, cinza, etc.). Exceção ocorre com amostradores modernos, que são capazes de se manter fechados e abrr apenas com as primeiras gotas de chuva. Tomar os cuidados necessários na coleta de material tóxico, volátil ou inflamável. Nesses casos, utilizar equipamentos de segurança, tais como luvas, máscaras e óculos, durante o manuseio da amostra. Nunca fumar durante a operação. 3. ACONDICIONAMENTO DE AMOSTRAS: TIPOS E PROCEDIMENTOS DE LIMPEZA Os tipos de frasco mais freqüentemente utilizados são os de vidro de borossilicato ou os plásticos, inertes e de preferência escuros e resistentes a álcalis. Tampas plásticas rosqueáveis constituem-se na melhor forma de vedação. As tampas de borracha podem se desintegrar ou liberar metais-traço, quando na presença de solventes orgânicos, e tampas de vidro não são adequadas para soluções alcalinas. A Tabela 1 apresenta os frascos ideais para cada variável e o respectivo tipo de preservação recomendado. Para a determinação de oxigênio dissolvido, os frascos do tipo “DBO”, claros ou escuros, são os recomendados para o método de Winkler (APHA, 1992). Os frascos a serem utilizados devem estar rigorosamente limpos e sempre vedados. Para a determinação de coliformes, lavar com detergente e água quente, enxaguar com água quente e depois com água destilada, esterilizar por, no mínimo, 60 min a 170ºC (vidro) ou em autoclave a 121ºC por 15 min (plástico e vidro). Para a determinação de metais, utilizar detergentes apropriados (p. ex., Extran) e enxaguar com água destilada. Os frascos mais indicados são os de polietileno (Nalgene ou similar), que geralmente apresentam baixa contaminação por íons metálicos. Deixar pelo menos 24 h em ácido nítrico, p.a., a 10% (v/v), ou ácido clorídrico, p.a., a 10% (v/v), e enxaguar novamente com água bidestilada. Para a determinação de formas de fósforo e de compostos nitrogenados (amônia, nitrato, nitrito e nitrogênio total), utilizar detergentes apropriados (Extran ou similar) e enxaguar com água destilada, deixar por algum tempo em ácido clorídrico, p.a., a 10% (v/v), e enxaguar novamente com água desionizada. Não utilizar detergentes que contenham fósforo em sua fórmula. Na determinação de pesticidas, lavar os frascos com detergente apropriado e enxaguar com água desionizada, seguido de acetona, e finalmente com hexano de alta pureza. Para determinação de carbono orgânico, o ideal é que o frasco de vidro seja aquecido a 550ºC e mantido vedado com Parafilm, para isolar o líquido da tampa, se essa for de borracha. Para o restante das determinações, lavar os frascos com detergente e enxaguá-los com bastante água destilada. Deixar, por algum tempo (≥ 24 h) em ácido clorídrico, p.a., a 10% (v/v), ou ácido nítrico, p.a., a 10% (v/v), e enxaguar novamente com bastante água destilada e desionizada. 4. PRESERVAÇÃO DAS AMOSTRAS Técnicas de preservação são utilizadas para retardar as ações biológicas e a hidrólise de compostos químicos e reduzir a volatilidade, que continuam a ocorrer após a coleta das amostras. Entretanto, é importante ter em mente que a completa estabilidade dificilmente será alcançada. O tempo máximo permitido entre a coleta de uma amostra e sua análise depende da variável a ser determinada, da característica da amostra e das condições de armazenamento. Quanto menor for o tempo, tanto menor será o risco de alterações. O armazenamento de amostras no escuro e em baixa temperatura (gelo em cubos) ajuda a evitar o crescimento de microrganismos. Certas características não são estáveis e, portanto, devem ser determinadas imediatamente, como temperatura da água e gases dissolvidos. O ideal é que as amostras sejam mantidas refrigeradas e que as determinações sejam efetuadas o mais brevemente possível. Caso a preservação seja inevitável, escolher o método mais adequado às determinações que serão realizadas (Tabela 1). Usar preservativos químicos somente quando houver certeza de que não haverá interferência nas determinações previstas. Íons metálicos podem ser adsorvidos na parede do frasco, sofrer precipitação ou oxidação (p. ex., Fe2+, Mn2+). Esses processos podem ser minimizados por acidificação do meio com ácido nítrico, até pH < 2,0 (1,0 mL de HNO3, p.a., concentrado, em 1 L de água). Para material em suspensão não existe método de preservação ideal. Assim, manter as amostras refrigeradas e analisar o mais rapidamente possível. Para determinação de carbono orgânico, preservar com cloreto de mercúrio, p.a., a 2% (m/v), na proporção de 0,1 mL para 10 mL de amostra, ou acidificar com ácido fosfórico, p.a., a 10% (v/v), ou ácido sulfúrico, p.a., a 10% (v/v), até reduzir o pH ≤ 2,0. TABELA 1. Tipo de frasco e modo e tempo máximo de preservação para algumas características selecionadas. CARACTERÍSTICA FRASCO* PRESERVAÇÃO ARMAZENAGEM Acidez P, V Refrigerar 24 h Alcalinidade P Refrigerar 24 h Alumínio P Refrigerar 28 d Amônia P, V Congelar 28 d Boro P Refrigerar 28 d Carbono orgânico total V Refrigerar, acidificar 28 d Cloro residual P, V Analisar imediatamente Cloreto P, V Refrigerar 28 d Clorofila P, V Congelar filtros 30 d, no escuro Coliformes P, V Refrigerar 24 h Condutividade P, V Refrigerar 28 d Cor P, V Refrigerar 48 h DBO P, V Refrigerar 24 h DQO P, V Refrigerar, acidificar 24 h Dureza P, V Refrigerar, acidificar 180 d Fósforo solúvel V Congelar 28 d Fósforo total V Refrig/Acid 28 d Metais:Ca, Mg, Na, K, Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Hg P, V Refrigerar, acidificar 28 d Nitrato P, V Congelar 28 d Nitrito P, V Congelar 28 d Nitrogênio Kjeldahl P, V Refrigerar, acidificar 28 d Odor V Analisar imediatamente *O2 dissolvido Winkler V (DBO) Fixar 24 h Pesticidas V Congelar 7 d PH P, V Analisar imediatamente Sílica solúvel P Refrigerar 28 d Sólidos suspensos P, V Refrigerar 7 d Sulfato P, V Congelar 28 d Turbidez P, V Refrigerar 24 h * P = plástico; V = vidro; V (DBO) = frasco de DBO. DBO = Demanda biológica de oxigênio. DQO = Demanda química de oxigênio. Fonte: APHA (1992). Os filtros para determinação de clorofila deverão ser mantidos no escuro, congelados e na presença de sílica-gel. Amostras para determinação de sílica não devem ser congeladas. Mantê-las sob refrigeração e analisar o mais rapidamente possível. Para a determinação de compostos nitrogenados e fósforo dissolvido, congelar a amostra imediatamente após a filtragem. A acidificação pode ser aceita em alguns casos, desde que não interfira nas determinações. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION; AMERICAN WATER WORKERS ASSOCIATION; WATER ENVIRONMENTAL ASSOCIATION. (USA) Standard methods for the examination of water and waste water. Washington, 1992. 1100p. BARTZ, H.R., coord. Recomendações de adubação e de calagem para os estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. 3. ed. Passo Fundo: SBCS/Núcleo Regional Sul, 1995. 224 p. DE-POLLI, H., coord. Manual de adubação para o estado do Rio de Janeiro. Itaguaí, Rio de Janeiro: Universidade Rural,1988. 179 p. FERREIRA, M.E.; CRUZ, M.C.P. Amostragem de solo para avaliação da sua fertilidade. Jaboticabal: UNESP-FCAV, 1988. 21 p. GOTHERMAN, H.L.; CLYMO, R.S.; OHNSTAD, M.A.M. Methods for physical and chemical analysis of fresh water. Osney Mead: Blackwell Sci., 1978. 216 p. (IBP Handbooks n.8). CAPÍTULO 3 - TECIDOS VEGETAIS Alaíde Soares de Oliveira1 Ana Rita de Araujo Nogueira2 Ciríaca A. F. de Santana do Carmo3, coordenadora Décio Gomes de Almeida4 Francisco Duarte Fernandes4 Gilson Villaça Exel Pitta5 Gonçalo Mourão Carlos4 Henrique de Oliveira6 João Batista Mamão1 Maria José Aguirre Armelin7 Marcelo Francisco C. Saldanha3 Mário Miyazawa8 Shirlei Scramin9 Washington de Oliveira Barreto3 Yolanda A. Rufini10 1. INTRODUÇÃO A análise química de tecido vegetal consiste na determinação de teores dos elementos, principalmente em folhas, resultando em diagnóstico do estado nutricional da planta, que irá permitir, por sua vez, avaliação complementar das condições da fertilidade do solo. Esse diagnóstico refletirá os efeitos da interação solo-planta-clima e também do manejo, constituindo-se ferramenta importante no estabelecimento de um programa racional de adubação, que permita o adequado suprimento de nutrientes. No entanto, para diagnóstico mais seguro, deve-se levar em conta a variação quantitativa dos elementos nos tecidos vegetais. Os fatores que influenciam a concentração dos elementos são os seguintes: • fatores inerentes à planta: espécie, porta-enxerto, idade fisiológica, sistema radicular; • fatores inerentes às condições ambientais: tipo de solo, clima, relevo, drenagem, manejo; e • fatores inerentes à interação dos fatores citados, como, por exemplo, estado fitossanitário. A desconsideração desses fatores pode acarretar erros na interpretação dos resultados das análises, com possíveis conseqüências negativas na orientação da adubação a ser empregada. É oportuno observar que, dentre todas as operações analíticas, a etapa de pré- tratamento das amostra é a mais crítica. Em geral, é nessa etapa que se cometem mais erros e que se gasta mais tempo. Por isso, os passos do procedimento de pré-tratamento de amostras deverão ser sempre considerados cuidadosamente. ________________________________________________ 1Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia; 2Embrapa Pecuária Sudeste; 3Embrapa Solos; 4Embrapa Cerrados; 5Embrapa Milho e Sorgo; 5Embrapa Agropecuária Oeste; 6Embrapa Pantanal; 7Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN; 8Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR; 9Embrapa Meio Ambiente; 10Centro de Energia Nuclear na Agricultura, CENA/USP. 2. AMOSTRAGEM O princípio básico de amostragem consiste na seleção de partes da planta (normalmente folhas) que apresentem maior estabilidade possível em relação aos fatores que influenciam sua composição. Além disso, essas partes devem apresentar alta sensibilidade quanto a variações de composição decorrentes de tratamentos experimentais ou de práticas de manejo da cultura. As amostras devem ser colhidas quando as culturas estiverem apresentando seu maior crescimento vegetativo, antes de atingirem o florescimento. A época adequada de coleta varia de cultura para cultura. A parte da planta requerida para amostragem também é de grande importância, pois há diferenças no teor de nutrientes entre folhas, caules e raízes. No caso de determinações para pesquisa, recomenda-se analisar a planta separadamente (raiz, caule e folhas). As folhas recém-maduras são os órgãos que melhor representam o estado nutricional da planta, uma vez que são o centro dos processos metabólicos e refletem bem a composição e as mudanças na nutrição. Deve-se levar em consideração a época do ano em que será coletada, a posição da folha no vegetal e o número de folhas por planta e por área. Deve-se também tomar as seguintes precauções: • não misturar folhas de variedades ou de espécies; • não misturar amostras de plantas que apresentem visualmente sintomas de deficiência nutricional com aquelas de plantas de aparência normal; • não misturar, em nenhum caso, folhas com idade fisiológica diferente; • no caso de plantas perenes, não colocar na mesma amostra folhas de ramos produtivos e folhas de ramos vegetativos; • no caso de plantas perenes enxertadas, não misturar folhas de plantas que tenham copa ou porta-enxerto diferentes; • coletar folhas livres de doenças, de insetos e de danos mecânicos; • evitar a mistura, na mesma amostra, de folhas de plantas que não representem a condição média da lavoura ou do pomar; • evitar a coleta de amostras de folhas logo após adubação no solo ou foliar e/ou pulverizações com defensivos; e • evitar amostras de plantas próximas de estradas ou de carreadores. A fim de ilustrar este documento, a Tabela 1 apresenta o número, a parte da planta e o tipo de folhas que devem ser coletados para a análise, assim como a época de amostragem, de acordo com a cultura. Tabela 1. Procedimento de amostragem para diagnose foliar em diversas culturas. Cultura Parte da planta Idade, época posição da folha N0 de folhas e n0 de plantas Abacateiro Limbo 3 ou 4 m da brotação da primavera. 4 folhas por árvore, nos 4 pontos cardeais, 25 árvores. Abacaxi Folha “D” inteira No florescimento. 1 folha por planta, amostra de 50 plantas. Aipo Pecíolo Folha mais nova completamente desenvolvida, metade do ciclo vegetativo, plantas com 25 e 35 cm. 1 por planta, amostra de 50 plantas. Alface Nervura mediana da folha envolvente No aparecimento da cabeça. 1 por planta, amostra de 50 plantas. Alfafa Seção média da haste No florescimento Amostra de 50 plantas. Algodão Limbo Da 5a folha, a partir do ápice da haste principal, no florescimento (1a folha é aquela completamente aberta). 1 por planta, amostras de 30 plantas. Ameixeira Folha com pecíolo Da parte média do ramo do ano, situado à altura média da planta, no florescimento. 4 a 8 folhas por árvore, nos pontos cardeais, amostras de 25 árvores. Amendoim Folha com pecíolo Do 40 ráquis do ramo principal, a partir da base, sem contar os ramos cotiledonares. 1 por planta, amostras de 50 plantas. Amoreira Limbo Da 1a folha adulta abaixo do ponto de crescimento, na época da colheita. 2 folhas por planta, amostras de 50 plantas. Arroz Toda parte aérea 30 dias após a germinação. Amostras de 20 plantas. Aspargo Ramos No outono, 30 cm superiores dos ramos, eliminando-se a haste. Amostras de 25 plantas. Aveia Limbo Das 4 primeiras folhas, a partir do ápice, no florescimento. Amostras de 50 plantas. Bananeira Folha 10 cm centrais da 3a folha a partir do ápice, eliminando-se a nervura central, na época de emissão da inflorescência. 1 folha por planta, amostras de 25 plantas. Batata Folíolo Da 3a folha, a partir do tufo apical, aos 30, 50 e 70 dias. Amostras de 30 plantas. Beterraba Limbo A partir da coroa intermediária, na metade do ciclo. Amostras de 50 plantas. Continua Cultura Parte da planta Idade, época posição da folha N0 de folhas e n0 de plantas Brócoli Nervura central de folhas externas No início da formação da cabeça. Amostras de 50 plantas. Cafeeiro Folha com pecíolo 30 par a partir do ápice dos ramos, da altura média da planta, no verão. 4 folhas por planta nos pontos cardeais, amostras de 25 plantas. Cana-de- açúcar Folhas 20 cm centrais da folha +3, excluída a nervura central, aos 9 meses de idade (obs.: para “cana de ano”, a amostragem é feita aos 4-5 meses de idade). 1 por planta, amostras de 100 plantas. Cenoura Limbo ou toda a parte aérea Das 4 primeiras folhas a partir do ápice, no florescimento. Amostras de 50 plantas. Couve-de– bruxelas Folhas sem pecíolo Folhas mais novas, plenamente desenvolvidas no verão.Amostras de 50 plantas. Couve-flor Nervura central das folhas externas No início da formação da cabeça. Amostras de 50 plantas. Chá Folhas 2a folha a partir do ápice dos ramos não lignificados, de maio a junho. 4 folhas por planta, amostras de 25 plantas. Citros Folha com pecíolo Folhas geradas na primavera, com 6 meses de idade, nos ramos com frutos. 4 folhas por árvore nos pontos cardeais, amostras de 25 árvores. Ervilha Limbo ou pecíolo Do 3o nó a partir do ápice, quando a planta estiver com 8 a 9 nós. Amostras de 50 plantas. Feijoeiro Folhas Todas as folhas no florescimento. Amostras de 10 plantas. Fumo Folhas 4a e 6a folhas acima da base no florescimento. Amostras de 30 plantas. Macieira Folhas com pecíolo Do ramo do ano, no florescimento. 4 a 8 folhas por árvore, nos pontos cardeais, na altura média da planta, amostras de 25 árvores. Mandioca Limbo (folíolo) Da folha que faz um ângulo de 900 com o caule (aproximadamente a 1a folha a partir do ápice da haste principal). A 1a coleta quando a planta tiver 1/3 de sua altura, a 2a após a ramificação sobre os ramos primários e a 3a coleta é feita sobre os ramos secundários. Amostras de 30 plantas por época. Mangueira Folha com pecíolo Da parte média dos ramos do último ano, na altura média das plantas no florescimento. 4 folhas por árvores nos pontos cardeais, amostras de 25 árvores. Continua Cultura Parte da planta Idade, época posição da folha N0 de folhas e n0 de plantas Milho Folha Colher o terço médio na folha +4, a partir do ápice, excluída a nervura central na idade de 9 semanas (folha 1 é aquela em que a inserção da bainha com o colmo é visível). Amostras de 30 plantas. Morangueiro Limbo Das 3as folhas, a partir do ápice, no florescimento. 1 folha por planta, amostras de 50 plantas. Nogueira– pecã Folíolo Um par da parte média da folha com ráquis que aparece nos ramos terminais, 6 a 8 semanas após o florescimento. 4 partes por árvore, nos pontos cardeais, na altura média da planta, amostras de 25 plantas. Pastagens (gramíneas de várias espécies) Porção da parte aérea, retirada pelo gado no pastejo No verão. Amostra de aproximadamente 200 g de material fresco. Pereira e pessegueiro Folhas com pecíolo Dos ramos do ano no florescimento. 4 a 8 folhas nos pontos cardeais, na altura média da planta, amostras de 25 plantas. Pinheiro Folhas (agulha) Dos ramos do último ano, no verão. 10 folhas por árvore, amostras de 30 árvores. Repolho Nervura central da folha externa envolvente No início da formação da cabeça. Amostras de 50 folhas. Seringueira Folhas sem pecíolo Árvores de até 4 anos: 2 folhas da base de um buquê terminal situado no exterior da copa e em plena luz. Essas folhas têm de 4 a 6 meses. Árvores com mais de 4 anos: 4 folhas da base no mesmo buquê. Essas folhas devem ter de 10 a 12 meses. Amostras de 25 árvores. Soja Folha com pecíolo 3as folhas, no florescimento. Amostras de 30 plantas. Sorgo Folha 30 cm do terço médio da folha +4 a partir do ápice, excluída a nervura central na idade de 9 semanas. Amostras de 30 plantas. Tomate Folhas sem pecíolo 1a abaixo do 20 cacho floral, na época da sua emissão. Amostras de 30 plantas. Trigo Limbo ou toda a parte aérea Das 4 primeiras folhas, a partir do ápice, no florescimento. Amostras de 50 plantas. Videira Limbo Da 6a folha a partir do ápice, no florescimento. 1 folha por planta, amostra de 25 plantas. Fontes: TRANNI et al. (1983); MILLS & JONES JUNIOR (1996). 3. PROCEDIMENTO PARA COLETA DE AMOSTRAS DE FOLHAS NO CAMPO O procedimento para coleta de amostras de folhas é semelhante àquele descrito para amostragem de solo: • caminhamento em ziguezague; • caminhamento em x; e • caminhamento em nível. As subamostras que formarão a amostra composta devem ter número aproximadamente igual de folhas. 3.1. COLETA DA AMOSTRA O ideal é que a amostra chegue ao laboratório ainda verde (no máximo 2 dias após a coleta). Entretanto, caso não seja possível e para evitar o desenvolvimento de agentes patogênicos e/ou saprófitas, recomenda-se a lavagem, somente das folhas verdes e vigorosas, com água corrente e posteriormente com água destilada. Em seguida, devem ser colocadas em sacos de papel, para secar em estufa de circulação forçada de ar, em temperatura que não exceda 65°C, até massa constante. No caso de contaminação com terra, poeira e/ou resíduos de pulverização foliar, essa lavagem deverá ser realizada com solução de detergente neutro isento dos macronutrientes e dos micronutrientes minerais, normalmente determinados nos extratos de tecidos vegetais, e o material deverá ser enxaguado várias vezes com água destilada e/ou desionizada. Esse procedimento deve ser realizado antes que as folhas murchem. O envio das amostras ao laboratório deve ser feito em sacos de papel comum ou de pano (algodão) ou em embalagem fornecida pelo laboratório. No caso de determinação de boro, utilizar papel encerado, pois o papel comum contamina a amostra com o elemento. Identificar a amostra e preencher o formulário, indicando quais os elementos a serem determinados. 3.2. IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA A amostra deve ser identificada no laboratório com breve descrição, número de entrada no laboratório, nome da cultura, nome do coletor, local e data da coleta, elementos a serem determinados e endereço para o envio dos resultados. Informações complementares, como temperatura e hora de amostragem, também podem constar, pois são importantes para análise e interpretação dos resultados. 3.3. MOAGEM A moagem deve ser realizada em moinho de aço inoxidável de bancada (moinho de facas do tipo Willey), com peneira de cerca de 1 mm (20 a 40 “mesh”). O moinho deve estar limpo e seco. Homogeneizar bem a amostra e moer quantidade suficiente para a análise. A maioria dos métodos de determinação utiliza entre 0,5 e 3,0 g de material moído. Material mais fino utiliza amostras na faixa de 0,5 a 1,0 g. No caso de materiais ricos em óleos ou resinas, sugere-se maceração em gral. Amostras que envolvam grande volume de massa verde (> 2 kg) devem ser trituradas em partículas de 1 a 2 cm de comprimento com picadeiras ou facas de aço inoxidável, antes da secagem, misturadas uniformemente e então subdivididas. 3.4. ARMAZENAGEM A amostra, depois de seca, moída e homogeneizada, deverá ser acondicionada em frasco limpo e seco, podendo ser de vidro, policarbonato ou polietileno, com tampa plástica hermética. A amostra assim acondicionada deverá ser guardada em local fresco e seco, ao abrigo da luz. Para determinação de elementos voláteis, condições especiais de armazenagem deverão ser observadas. 3.5. INTEGRIDADE DA AMOSTRA A integridade da amostra deverá ser preservada por meio de procedimentos adequados de custódia, manuseio, identificação e acondicionamento, desde a coleta no campo até a recepção no laboratório. Quando as amostras são recebidas no laboratório, deve-se verificar os seguintes itens: • danos físicos, causados por embalagem e proteção inadequadas; • perda de amostra, por vedação imprópria ou inadequada; • contaminações possíveis, p. ex.: misturas de amostras de diversas origens; • condições inadequadas de preservação para o transporte, p. ex.: temperatura, adição de preservativos e alta umidade; • possíveis efeitos de contaminação por insetos ou microrganismos; • estabilidade da amostra, ou seja, o tempo decorrido entre a coleta e a recepção no laboratório. A umidade poderá afetar a qualidade da amostra durante a estocagem. 3.6. PROBLEMAS DE CONTAMINAÇÃO O conhecimento das prováveis causas de contaminação é essencial para aumentar a eficiência de um programa de análise de plantas, especialmente paradeterminação de micronutrientes. As estufas de secagem devem ser construídas em aço inoxidável e pintadas com tinta epóxi de boa qualidade; bandejas galvanizadas não devem ser utilizadas, por causa da provável contaminação com zinco. Evitar a introdução sistemática ou acidental de elementos estranhos durante as várias operações analíticas. Sempre que possível, os reagentes devem ser armazenados em frascos de polietileno. Para a lavagem da vidraria devem ser utilizados detergentes apropriados e os frascos devem ser enxaguados com água destilada e desionizada. Deixar os frascos pelo menos 24 h em ácido nítrico, p.a., a 10% (v/v), ou ácido clorídrico, p.a., a 10% (v/v), e enxaguar novamente com água desionizada. 3.7. ARQUIVO DE AMOSTRAS Após a realização das determinações, as amostras devem permanecer arquivadas por um certo período, para futuros estudos de confiabilidade. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CHAPMAN, H.D.; PRATT, P.F. Methods of Analysis for Soils, Plants and Waters. Riverside: University of California, 1961. 305 p. MILLS, H.A.; JONES JR., J.B. Plant Analysis Handbook. Micro-Macro Publishing, Inc., 1996. 422p. MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, S.A. Avaliação do Estado Nutricional das Plantas: Princípios e Aplicações. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1989. 201p. MARKET, B. Sample preparation (cleaning, drying, homogenization) for trace element in plant matrices. Science Total Enviromental, Brussels, v.176, p.45-61, 1995. QUEVAUVILLER, P. Conclusions of the Workshop- improvements of trace element determination in plant matrices. Science Total Enviromental, Brussels. v.176, p.141- 148, 1995. TEDESCO, M.J.; VOLKWEISS, S.J.; BOHNEN, H. Análise de solo, plantas e outros materiais. Porto Alegre: Faculdade de Agronomia, UFRGS, 1985. 188 p. (Boletim Técnico de Solos, 5). TRANI, P.E.; HIROCE, R.; BATAGLIA, O.C. Análise foliar: amostragem e interpretação. Campinas: Cargill, 1983, 18p. CAPÍTULO 4 - TECIDOS E PRODUTOS ANIMAIS Armando de Andrade Rodrigues1 Francisco Duarte Fernandes2 Geraldo Maria da Cruz1 Gilberto Batista de Souza1 Gustavo Eugênio Gerhard Barocas3 Hernani Guilherme Barbosa Filho4 Izabela Miranda Castro5 José Roberto Ferreira4, coordenador Marcelo Bastos Chaves5 Mônica Martini6 1. INTRODUÇÃO Além da escolha conveniente do método analítico e do estudo dos possíveis interferentes, torna-se essencial boa amostragem, boa preparação e boa solubilização da amostra para análise. Qualquer que seja o tipo de amostra, erros significativos poderão ser introduzidos se a etapa de preparação não for satisfatoriamente conduzida (PERSTORP ANALYTICAL - TECATOR, 1995). A amostragem é a primeira fase da análise. É preciso haver integração dos responsáveis pela coleta e do laboratório, buscando-se sincronismo entre a remessa de amostras e a capacidade do laboratório para executar as determinações (SILVA & QUEROZ, 2002). Este capítulo trata da preparação dos seguintes tipos de amostras: planta forrageira, feno, silagem, alimentos concentrados, fezes, ossos, pêlos, extrusa, fígado, sangue, urina, líquidos (de rúmen, de íleo e de abomaso) e leite. Em alguns casos é necessário reduzir consideravelmente a dimensão da amostra antes que ela seja introduzida no sistema analítico e possa ser tratada convenientemente (BRUNO et al., 1995). Para isso, algumas etapas são importantes, como, a secagem, a moagem e suas subdivisões. O método de preparação utilizado dependerá do tipo de amostra. O material coletado deve ser preparado em local apropriado e equipado para essa finalidade. Normalmente, a atividade de preparação inclui o recebimento, o registro, o pré-acondicionamento, a secagem, a moagem, o acondicionamento e a rotulagem das amostras. _________________________________________________ 1Embrapa Pecuária Sudeste; 2Embrapa Cerrados; 3Embrapa Gado de Corte; 4Embrapa Gado de Leite; 5Embrapa Agroindústria de Alimentos; 6Coordenadoria de Defesa da Agricultura, CDA 2. ASPECTOS IMPORTANTES RELACIONADOS À COLETA DE AMOSTRAS Alguns cuidados devem ser observados, para garantir a integridade física e química do material coletado: • Evitar a coleta de amostras sujas de terra ou com excesso de água. • Identificar devidamente, com letras legíveis, o recipiente (saco de papel, saco plástico, pote plástico, frasco, etc.) que receberá a amostra. Cuidado especial deve ser tomado com as amostras que serão armazenadas em baixa temperatura. Em muitos casos, a identificação torna-se ilegível durante o processo de descongelamento. • Garantir que utensílios, embalagens e ferramentas empregados na coleta e no transporte não contaminem a amostra; para isso, levar em consideração as determinações que serão realizadas. Por exemplo, se de uma planta pretende-se determinar o teor de ferro, a ferramenta utilizada para retirar a amostra não deve ter sido confeccionada com esse elemento. Em amostras provenientes de experimentos conduzidos em casa de vegetação, esse tipo de cuidado deve ser redobrado. • Documentar cada etapa da coleta, incluindo eventos não esperados (p. ex., chuva). Especificar todas as características relevantes da área, as condições climáticas, a população amostrada, e as condições de transporte e de secagem. • A amostra deve ser encaminhada o mais rapidamente possível ao laboratório, para que possa ser devidamente processada e armazenada. • A amostra que chegar ao laboratório sem as informações necessárias para o processamento e a análise deve ser recusada. É necessário conhecer o tipo da amostra, o que deve ser determinado e quem é o responsável por ela. 3. OBJETIVO DA PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS A preparação visa, principalmente (SILVA & QUEROZ, 2002; AOAC, 1990; BRUNO et al., 1995): • permitir o armazenamento de forma mais adequada e por período mais longo; • diminuir problemas relacionados à homogeneidade das amostras; • reduzir a dimensão da amostra; • facilitar o ataque dos reagentes durante o processo analítico, mediante a diminuição do tamanho das partículas. 4. PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS 4.1. RECEBIMENTO As amostras aqui abordadas são: plantas forrageiras, feno, silagem, resíduos agrícolas ou agro-industriais e alimentos concentrados. Com relação ao recebimento de amostras, é importante ressaltar que: • São necessários, no mínimo, 15 g de material pré-seco (65ºC) e moído, para que se possa realizar as principais determinações em estudos de nutrição animal (nitrogênio total, matéria seca a 105ºC, fibra em detergente neutro − FDN, fibra em detergente ácido − FDA, lignina, digestibilidade “in vitro” da matéria seca, matéria orgânica, cinzas, extrato etéreo, energia bruta, macroelementos e microelementos minerais). • Em experimentos que produzam pequena quantidade de amostras, devem ser discriminadas as determinações necessárias com a quantidade de material possível de se obter. • Para determinação de pH, ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal em silagem, coletar de 1 a 2 kg de amostra. • A perda de umidade, durante o transporte, não terá grande importância, desde que os resultados sejam dados apenas na matéria seca total. No entanto, em amostras provenientes de silagem, a umidade é um bom indicador de sua qualidade, devendo-se preservá-la. • Quando as determinações não forem realizadas imediatamente em amostras de forragens verdes, fezes, urina, etc., é necessário que as amostras sejam conservadas em baixa temperatura (entre -18 e -20ºC). As amostras de fezes são processadas praticamente da mesma maneira, mas se diferenciam de outros tipos de amostras de origem animal, e serão consideradas mais adiante. 4.2. IDENTIFICAÇÃO E REGISTRO A identificação e o registro das amostras permitirão o rastreamento dos dados gerados, possibilitando ao pesquisador ou ao cliente relacionar os códigos atribuídos pelolaboratório à identificação mais detalhada. O mínimo que é preciso anotar na etapa de identificação e registro é (SILVA & QUEROZ, 2002; AOAC, 1990; BRUNO et al., 1995; EMBRAPA, 1996): • nome do solicitante da análise; • data de coleta; • data de recebimento das amostras; • tipo de material; • determinações a serem realizadas; • número-código de cada amostra; • documentação de informações relevantes. 4.3. PRÉ-ACONDICIONAMENTO Antes de concluir o processo de preparação das amostras, elas são pré- acondicionadas de diversas formas. 4.3.1. AMOSTRAS DE ORIGEM VEGETAL São pré-acondicionadas em sacos de papel com capacidade para 3 kg. Em cada saco, que deverá estar identificado com o número-código, são colocados aproximadamente 150 g da amostra. Para determinação de carboidratos solúveis, ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal, parte da amostra deverá ser separada, identificada e imediatamente congelada, encerrando-se, nessa etapa, a preparação. A amostra só será descongelada horas antes da determinação (EMBRAPA, 1996). 4.3.2. AMOSTRA DE FEZES Para o pré-acondicionamento desse tipo de amostra, empregam-se recipientes retangulares de vidro (do tipo fôrma doméstica), colocando-se, em cada um, aproximadamente 150 g da amostra. Observação: Quando solicitada, a determinação da matéria seca ao ar − ASA (amostra seca em estufa a 65ºC com circulação forçada de ar) é feita após o pré- acondicionamento. Nesse caso, é necessário obter a massa exata da amostra que é colocada na bandeja ou recipiente de vidro. As massas anotados serão utilizados para o cálculo da porcentagem de matéria seca ao ar (% ASA). 4.4. PRÉ-SECAGEM A pré-secagem das amostras tem os seguintes objetivos: facilitar o processo de moagem, prolongar a conservação da amostra por meio da destruição de enzimas responsáveis pelo processo de decomposição (JONES JUNIOR & STEYN, 1973) e da diminuição da atividade microbiológica (facilitada pela umidade) e permitir a determinação da ASA. OBSERVAÇÕES: 1. No caso de ser necessário o valor da porcentagem de matéria seca, deve-se pesar a amostra antes e depois da pré-secagem. 2. Amostras de plantas destinadas a determinações de macroelementos e microelementos minerais podem necessitar de descontaminação antes da pré-secagem, em razão de poeira ou resíduos de pulverização no local da coleta, dependendo dos elementos a serem determinados e das possibilidades de contaminação. Se necessário, lavar as amostras com solução de detergente neutro (entre 0,1 –e 0,3% − v/v) e em seguida com água desionizada. Esse procedimento deve ser rápido, para se evitar perda de nutrientes durante a lavagem. Se as amostras estiverem secas ou murchas, é aconselhável não lavar com água. 3. A secagem é feita em sacos de papel limpos, em estufa com circulação de ar na temperatura de 65ºC, por 48 h ou até massa constante (SILVA & QUEROZ, 2002; BRUNO et al., 1995). 4. Para o caso de silagem, a pré-secagem deve ser feita a 45ºC por 72 h. 5. A carga de cada estufa deve ser definida de modo que a circulação interna de ar não seja prejudicada. 6. Amostras de fezes que serão analisadas após secagem e moagem devem ser colocadas em bandejas limpas e secas a 65ºC durante 48 h ou até massa constante. Amostras que serão analisadas frescas devem ser colocadas em sacos plásticos, sendo então retirado o ar e congeladas até a sua manipulação. 7. Determinações de vitamina C, caroteno, entre outras, devem ser feitas na amostra fresca, porque tais compostos podem ser perdidos ou alterados durante o processo de secagem. 8. A pré-secagem é necessária quando a amostra possui alto teor de umidade. 9. Após a secagem, a bandeja ou o saco de papel é retirado da estufa e posto sob condições ambientais do laboratório por 24 h. Esse tempo é necessário para que a umidade da amostra entre em equilíbrio com a umidade do ambiente e atinja massa constante. 10. No caso de grãos, o seguinte procedimento para controle de qualidade da matéria prima é adotado nas indústrias: pré-secagem a 45ºC por 24 h; em seguida, o grão é triturado ou quebrado e colocado em estufa por 1 h a 130ºC para determinação da matéria seca. 4.5. MOAGEM A moagem das amostras é feita em moinho de facas, com peneiras de 1 mm, sendo coletado apenas o que passa na peneira (SILVA & QUEROZ, 2002; AOAC, 1990; PERSTORP ANALYTICAL - TECATOR, 1995; EMBRAPA, 1996). Toda superfície que tenha contato com a amostra deve ser de aço inoxidável. A moagem deve ser realizada em amostras com elevado teor de matéria seca (> 80%). Se a amostra for constituída de pó fino, capaz de atravessar a peneira de 40 “mesh”, bastará homogeneizá-la e reduzi-la, com auxílio do quarteador, à porção destinada para análise. O procedimento a ser utilizado na moagem, entre uma amostra e outra, é o seguinte: • ao retirar a amostra, abrir o moinho e limpar adequadamente seu interior, não deixando material que possa contaminar a amostra seguinte; • fechar novamente o moinho, colocando pequena quantidade da próxima amostra; • descartar essa quantidade moída; • colocar o restante do material, coletando o material moído. Para quantidades pequenas de amostra, o melhor é empregar micromoinhos. Não sendo possível, aproveitar todo o material, inclusive o que fica retido na peneira. No caso de algumas amostras, como de caroço de algodão, é necessário usar moinho especial ou tratar a amostra (HCl, p.a., concentrado), para facilitar a moagem. 4.6. ACONDICIONAMENTO Após a moagem, as amostras são acondicionadas em frascos com tampa, com capacidade aproximada para 150 mL, identificados com o número-código (JEFFERY et al., 1992; FERREIRA & GOMES, 1995). Alguns cuidados devem ser tomados nessa fase: • Utilizar embalagem limpa e seca, que garanta a não interação entre o ambiente e a amostra. • A embalagem deverá estar adequadamente rotulada. • O ideal é analisar as amostras logo após a moagem. Não sendo possível, armazenar em local fresco (de preferência refrigerado) e protegido da luz. • É necessário lavar as embalagens destinadas ao armazenamento, levando-se em conta os tipos de determinação a serem realizados. No caso de se determinar macroelementos e microelementos, além da lavagem com detergente neutro, recomenda-se a lavagem com solução de HCl, p.a., a 10% (v/v), e em seguida com água desionizada. Ao final do acondicionamento, as amostras seguem para o laboratório, acompanhadas de formulário de registro, estando prontas para serem analisadas. Quando se tratar de amostras de fezes que contenham marcadores, como cromo ou cobalto, procurar agrupar os tempos de coleta (1o grupo: T0 - Animal 1, T0 - Animal 2, ...; 2o grupo: T1 - Animal 1, T1 - Animal 2, ...; etc.). Com isso, minimizam-se a contaminação entre as amostras, ou seja, processa-se primeiro as de baixa concentração, indo em direção às de concentração mais alta. Em todo o trabalho de preparo de amostra é recomendável o uso de luvas e máscara. 4.7. ETAPAS DE PREPARAÇÃO DE AMOSTRAS � RECEBIMENTO � IDENTIFICAÇÃO-REGISTRO � PRÉ-ACONDICIONAMENTO � PRÉ-SECAGEM � MOAGEM � ACONDICIONAMENTO E ARMAZENAMENTO Figura 1 - Preparação das amostras. amostras de experimentos de campo amostras de experimentos de casa de vegetação amostras de estábulos amostras de fornecedores de formulados concentrados amostras de formulados concentrados produzidos no local amostras vindas de outros locais � RECEBIMENTO Figura 2. Recebimento. � REGISTRO nome do solicitante data de coleta dasamostras data de recebimento das amostras tipo de amostra definição das determinações codificação das amostras identificação de cada amostra Figura 3. Registro. � PRÉ-ACONDICIONAMENTO forrageira, feno, silagem, concentrado fezes saco de papel amostra seca ao ar recipiente de vidro amostra seca ao ar tara do pesagem massa tara do Pesagem saco de da anotada recipiente Da papel amostra de vidro Amostra Figura 4. Acondicionamento temporário. � PRÉ-SECAGEM amostras de origem vegetal e amostras de fezes outros tipos de amostras de origem animal Estufa a 65ºC por 72 h não é feita a etapa de secagem Figura 5. Secagem. � MOAGEM amostra seca moinho de facas retirada da amostra moída abertura do moinho limpeza do interior do moinho fechamento do moinho colocação de pequena quantidade da próxima amostra descarte da quantidade moída moagem do restante do material Figura 6. Moagem. � ACONDICIONAMENTO E ARMAZENAGEM rotulagem de frascos colocação da amostra moída colocação da tampa e envio ao laboratório Figura 7. Acondicionamento. 5. PREPARO DE AMOSTRAS DE INGREDIENTES E SUPLEMENTOS MINERAIS • A quantidade de material não pode ser muito pequena, pois deve ser representativa, principalmente em misturas. • Misturar bem o material e fazer amostra composta, cujo procedimento deve estar de acordo com o volume do material a ser investigado. • Retirar em torno de 50 g de amostra, que deve então ser triturada em gral de ágata para perfeita homogeneização. • Armazenar em frascos de vidro, tampados e bem limpos. 6. OUTROS TIPOS DE AMOSTRAS DE ORIGEM ANIMAL Com exceção de fezes, que já foram consideradas, também podem ser recebidas na sala de preparo de amostras os seguintes tipos de amostras de origem animal: osso, fígado, sangue, urina, líquidos (de rúmen, de íleo e de abomaso), extrusa e pêlos. Cuidados devem ser observados em relação à contaminação do material coletado. As principais fontes de contaminação de amostras de tecido animal são frascos e materiais lavados indevidamente, instrumentos de aço não inoxidável e exposição ao ar. Os frascos devem ficar imersos em solução de detergente com baixo teor de fosfato, lavados com água corrente, água desionizada e em seguida deixados em solução de HCl, p.a., a 10% (v/v), por no mínimo 24 h, e a seguir lavados com água desionizada antes de serem utilizados. 6.1. OSSO Para a coleta de amostras de osso, é necessário a intervenção de um médico- veterinário, que fará a biópsia. Todos os cuidados necessários à perfeita assepsia devem ser tomados, evitando-se contaminações. A amostra retirada é imediatamente lavada com água desionizada e colocada em frasco identificado, podendo ser congelada ou conservada em solução de formaldeído, p.a., a 10% (v/v), até ser utilizada. A quantidade da solução de formaldeído contida no frasco deve ser suficiente para cobrir toda a amostra e esta deve ser mantida à temperatura de, aproximadamente, 15ºC (EMBRAPA, 1996). O preparo da amostra consiste na separação da camada cortical e da camada medular. A limpeza da camada cortical (utilizada para análise química) é feita com bisturi e osteóstomo, lavando sempre a amostra com água desionizada. A amostra deve ser manipulada com pinça. Caso haja necessidade de manuseio, deve-se lavá-la com água desionizada, não sendo aconselhável o uso de luvas cirúrgicas. As luvas, por conterem talco, constituem grande fonte de contaminação (EMBRAPA, 1996). Atenção especial deve ser dada ao local onde se fará a limpeza, evitando-se sempre a proximidade de qualquer material que possa contaminar a amostra. Para a determinação química de elementos, a amostra de osso deve ser seca a 100ºC por 24 h, desengordurada com éter de petróleo por 36 h e calcinada a 600ºC por 8 h. Para a determinação da porcentagem de cinzas, deve ser feita a pesagem da amostra seca a 100ºC antes e depois da calcinação. Se for necessária a determinação da densidade da amostra de osso, esta deve ser feita após a limpeza e antes da secagem e da extração da gordura. 6.2. FÍGADO 6.2.1. BIÓPSIA Como no caso da obtenção de amostra de osso, é necessária a presença de um médico-veterinário para a realização da amostragem de fígado. A coleta é feita utilizando-se trocáter. O tecido hepático retirado é colocado em disco de papel-filtro, para que o sangue seja absorvido. O papel-filtro não deve ser retirado da embalagem muito antes, para evitar contaminação. A amostra obtida pode ser congelada imediatamente ou conservada totalmente imersa em solução de formaldeído, p.a., a 10% (v/v), e mantida em torno de 15ºC, até ser analisada (EMBRAPA, 1996). 6.2.2. NECRÓPSIA Para evitar contaminações, a amostra de fígado deve ser coletada tão logo o abdome do animal seja aberto. Cortar de 50 a 100 g do lobo direito, tendo-se o cuidado de não tocar na porção do fígado a ser amostrada. A amostra deve ser conservada em formaldeído ou congelada. OBSERVAÇÕES Utilizando pinças e tesouras de aço inoxidável, em local e com materiais bem limpos, retirar a película ou o envoltório do fígado (cápsula de Glisson) e cortar em pedaços menores (quando for o caso), secando a amostra a 105ºC por 12 h. Amostras maiores devem ser homogeneizadas por trituração em gral de ágata limpo e exclusivo para essa finalidade, antes de serem pesadas para a realização das determinações. Muitas amostras obtidas por meio de biópsia, que possuem massa seca muito pequena, podem ser pesadas para determinação diretamente após a secagem, dispensando a etapa de trituração. 6.3. SANGUE As amostras de sangue são coletadas diretamente dos animais por punção venosa na cauda ou na jugular, com agulhas de calibre 18 ou maior, para prevenir hemólise, recolhendo a amostra em tubos de ensaio do tipo Vacutainer. Esses tubos são comercializados esterilizados, com vácuo e anticoagulante, para o caso de obtenção de plasma. No caso de determinação de zinco, deve-se evitar as rolhas de borracha desses tubos, pois podem ser fonte de contaminação. Isso pode ser evitado substituindo-se as rolhas de borracha por Parafilm, para tampar os tubos (EMBRAPA, 1996). Deve-se observar a temperatura da amostra e o tempo decorrido até a separação do plasma. Para a determinação de elementos químicos, o soro ou o plasma deve ser separado logo que possível após a coleta do sangue, que deve ser mantido sob refrigeração (p. ex., em água com gelo), antes da separação. Sob certas condições, pode-se utilizar centrífuga portátil e pipetas automáticas. 6.3.1. PLASMA Para a obtenção de plasma sangüíneo, o tubo de coleta deve conter anticoagulante. Tão logo o sangue seja coletado, o tubo deve ser invertido cuidadosamente para que ocorra a mistura. Na escolha do anticoagulante, evitar aqueles que provocam hemólise ou que contaminem a amostra com o elemento a ser determinado. Os mais recomendados são a solução de citrato de lítio, p.a., a 20% (m/v), na proporção de 0,1 mL por 10 mL de sangue ou o etilenodiaminotetracetato dissódico, p.a., na proporção de 1 mg mL-1 de sangue. Centrifugar as amostras de sangue durante 12 min a 2500 rpm (EMBRAPA, 1996). Remover o plasma com pipetador automático, com o cuidado de não aspiraras células, e transferi-lo para outro tubo. 6.3.2. SORO A coleta de soro é indicada em locais onde a refrigeração e a centrifugação não são possíveis até 24 h após a coleta da amostra. Nesse caso, não se utilizam anticoagulantes e o tubo da amostra é deixado em repouso para que ocorra a coagulação e a separação do soro. Transferir o soro para outro tubo, utilizando pipetador automático. O sangue coagulado pode ser centrifugado para separação mais adequada. 6.3.3. DESPROTEINIZAÇÃO A amostra isenta de proteína é utilizada para determinação de macroelementos; para as determinações de microelementos, parte do soro ou do plasma deve ser reservada antes da desproteinização. Procedimento recomendável para a precipitação das proteínas é o de se adicionar 9,0 mL de solução a 10% (m/v) de ácido tricloroacético (TCA), p.a., a 1,0 mL de soro ou plasma, agitar durante 1 min, deixar em repouso durante 10 min e filtrar. Note-se que esse filtrado representa a diluição de 1:10 da amostra de soro ou de plasma, que a curva de calibração deve ser preparada com mesma proporção de TCA e que uma prova em branco filtrada deve ser preparada. OBSERVAÇÕES: De cada animal deve ser coletada quantidade de sangue suficiente para se obter volume de soro ou de plasma para as determinações desejadas. Após a separação do soro ou do plasma, as amostras devem ter coloração amarelada. Coloração avermelhada indica que houve hemólise; nesse caso, a determinação de elementos químicos não é recomendada e deve-se então descartar a amostra. Amostras de soro ou de plasma já desproteinizadas são mais estáveis e podem ser refrigeradas por até quatro semanas. No entanto, as amostras devem ser congeladas quando o período entre a coleta e a determinação for superior a esse período. 6.4. LÍQUIDO DE RÚMEN Para esse tipo de amostra, utilizam-se animais com fístula de rúmen. Em animais intactos, utiliza-se sonda esofageana. A fístula é aberta e, com as mãos, calçadas com luvas, o material é retirado de diversas partes do rúmen e colocado em camadas de gaze limpa. A gaze é espremida e o líquido filtrado é recolhido em recipiente adequadamente lavado. Do filtrado: • parte é utilizada para medição do pH; • parte é utilizada para determinação de nitrogênio amoniacal → com um pipetador automático, são coletados 5,0 mL do líquido e colocados em tubo de ensaio com tampa, identificado e que contenha 2 gotas de ácido sulfúrico, p.a., a 50% (v/v) (no caso de se fazer a determinação do nitrogênio amoniacal imediatamente após a coleta, não haverá necessidade de tratar a amostra com ácido sulfúrico − o volume de líquido a ser coletado depende do teor de nitrogênio da amostra); • outra parte é utilizada para determinação de ácidos graxos voláteis → são coletados 5,0 mL do líquido e colocados em tubo de ensaio com tampa, identificado e que contenha 1,0 mL de ácido metafosfórico, p.a., a 25% (v/v). Os tubos com as amostras são congelados, até momentos antes da análise. 6.5. LÍQUIDOS DE ABOMASO E DE ÍLEO Para esse tipo de amostra, utilizam-se animais com fístula de abomaso ou de íleo. A boca de um saco plástico é adaptada à saída da cânula. O próprio movimento peristáltico ejeta a amostra, que cai dentro do saco. Coleta-se volume representativo (em torno de 500 mL), retira-se o saco da cânula, fechando sua boca e agitando-o, para homogeneização do material. Do conteúdo do saco são retirados aproximadamente 50 mL e colocados em um tubo de ensaio, que deve ser imediatamente congelado. Quando necessário, é feita a amostragem composta de várias coletas. Para formar a amostra composta, as amostras são descongeladas e transferidas para um liqüidificador, em que é feita a homogeneização. Feita a homogeneização, retiram-se cerca de 50 mL, que serão novamente congelados, até momentos antes das determinações. São essas amostras compostas que receberão o registro do laboratório. 6.6. URINA A coleta de urina pode ser feita de machos ou de fêmeas, sendo nesse último caso utilizada sonda do tipo Folley. Quando se tratar de bovinos, é utilizado o sistema de luvas prepuciais. O sistema possui um dreno ligado a um recipiente plástico, com capacidade para 15 a 20 L. Para fixação do nitrogênio, previamente são adicionados ao recipiente 50 mL de solução de ácido sulfúrico, p.a., a 50% (v/v) (EMBRAPA, 1996). Do volume obtido de um dia de coleta, após agitação, são retirados cerca de 20 mL, colocados em tubos de ensaio e congelados para o armazenamento. Quando a coleta é feita em ovinos, não se usam as luvas prepuciais. O animal fica contido em gaiola metabólica e a urina é coletada em baldes colocados sob o piso da gaiola. Ao balde são adicionados 50 mL de solução de ácido sulfúrico, p.a., a 50% (v/v). Os demais passos são os mesmos descritos anteriormente. OBSERVAÇÃO: O procedimento descrito é apropriado para determinação de nitrogênio. 6.7. EXTRUSA Designa-se como extrusa a amostra da dieta coletada via fístula esofágica. Animais com fístula no esôfago têm sido amplamente utilizados para a obtenção de amostras da dieta selecionada por ruminantes em pastejo. Para a coleta de amostras de extrusa, o número de dias e de animais fistulados a serem utilizados varia de acordo com os objetivos da pesquisa. Um mínimo de três dias de coleta, com quatro animais, é necessário para estimar as principais características qualitativas da dieta com razoável exatidão. O seguinte procedimento é adotado para a coleta de amostra de extrusa: • os animais devem ser presos no curral na noite que antecede ao dia da coleta; • na manhã do dia da coleta, retiram-se as cânulas dos animais e colocam-se as bolsas coletoras; • os animais são liberados para pastejarem durante 30 a 40 min; • após esse período de pastejo, recolhe-se os animais ao curral e as amostras são retiradas das bolsas; • as amostras, devidamente homogeneizadas, são colocadas em sacos plásticos identificados e acondicionadas em caixa de isopor, com gelo comum; • logo em seguida, são transportadas e armazenadas em congelador. A etapa de pré-secagem das amostras de extrusa, sempre que possível, deve ser feita em liofilizador (“freeze dryer”) com temperatura de -40ºC. Quando não for possível, a pré-secagem pode ser feita em estufa com ventilação forçada de ar, à temperatura de 50ºC, por no mínimo 48 h. 6.8. LEITE A particularidade relevante desse tipo de amostra é o fato de ser muito perecível e o congelamento ser inviável, por provocar alterações nos resultados das determinações. Os frascos para coleta são preparados no laboratório. É adicionada solução de dicromato de potássio, p.a., a 12,5% (m/v), de forma que a concentração de dicromato no leite seja de 1 mg.mL-1 (AOAC, 1990). Como existem frascos com capacidade variada, o volume de solução de dicromato ou a sua concentração podem variar. Após a adição da solução, os frascos são colocados em estufa a 50ºC, para evaporação de água e recristalização do dicromato. Os frascos são retirados e tampados, estando prontos para receberem as amostras de leite. A coleta é feita da seguinte forma: • somente uma ordenha → coleta-se o volume final da amostra; • duas ordenhas (manhã e tarde) → a coleta é feita em volumes proporcionais à produção de leite ou ao intervalo de ordenha; e, • três ordenhas (manhã, tarde e noite) → coleta-se 1/3 do volume final da amostra em cada ordenha. Quando o leite é colocado no frasco, é importante aguardar cerca de 20 min e agitar levemente. Somente após esse tempo é que os cristais de dicromato de potássio se dissolvem. Para que ele atue com eficiência, conservando a amostra, é necessário que esteja distribuído uniformemente na amostra. 6.9. PÊLOS A amostra de pêlos deve ser coletada da região escapular e sacral, colocada em saco plástico, podendo permanecer à temperatura ambiente. 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE RAÇÕES - ANFAR. Métodos analíticos de controle de alimentos para uso animal, São Paulo, 1992. 208p. ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS - AOAC 15. ed. Official methods of analysis. Virginia, 1990. 1298p., 2v. BRUNO, O.A.; CASTRO, H.; COMERÓN, E.A.; DIAZ, M.C.; GUAITA, S.; GAGGIOTTI, M.C.; ROMERO,L.A. Tecnicas de muestreo y parametros de calidad de los recursos forrajeros. Argentina: Publi, 1995. 14p. (INTA - Estacion Experimental Agropecuaria Rafaela. Publicacion, 56). EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Leite (Juiz de Fora, MG). Metodologias de análises. Juiz de Fora, 1996. FERREIRA, J.R.; GOMES, J.C. Gerenciamento de laboratórios de análises químicas. Viçosa: Fundação Arthur Bernardes, 1995. 385p. FICK, K.R.; DAYRELL, M. de S.; ROSA, I.V. Métodos de análises de minerais em tecidos de animais e de plantas. 2.ed. Gainesville: University of Florida, 1980. paginação irregular. VOGEL, A.; JEFFERY, G.H.; BASSETT, J.; MENDHAM, J.; DENNEY, R.C. Vogel: análise química quantitativa. 5.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1992. 712p. JONES JR.; J.B.; STEYN, W.J.A. Sampling, handling and analyzing plant tissue samples. In: WALSH, L.M.; BEATON, J.D. Soil testing and plant analysis. Madison: Soil Science Society of America, 1973. p. 249-270. PERSTORP ANALYTICAL - TECATOR. Fiber determination, using the Fibertec I & M Systems. 1995. 8p. (Aplication Note AN 304). SILVA, D.J., QUEIROZ, A.C. Análises de alimentos: métodos químicos e biológicos. Viçosa: UFV, 2002. 235p. CAPÍTULO 5 - ALIMENTOS PARA CONSUMO HUMANO Armando de Andrade Rodrigues1 Francisco Duarte Fernandes2 Geraldo Maria da Cruz1 Gilberto Batista de Souza1 Gustavo Eugênio Gerhard Barocas3 Hernani Guilherme Barbosa Filho4 Izabela Miranda Castro5 José Roberto Ferreira4, coordenador Marcelo Bastos Chaves5 Mônica Martini6 1. INTRODUÇÃO As amostras de alimentos podem ser coletadas nos locais de fabricação, de preparo, de depósito, de acondicionamento, de transporte e de venda. Ponto crucial na análise de alimentos, a amostragem tem como requisito essencial a mais ampla representatividade possível do lote de alimentos a ser analisado. A exatidão analítica perde totalmente sua importância se a amostragem não for feita cuidadosamente e sob critérios precisos e racionais. Os alimentos são muito variáveis em sua composição, principalmente os alimentos frescos de origem vegetal. Frutas e verduras da mesma variedade têm composição variável, segundo as mudanças que podem ocorrer no período pós-colheita, como resultado de atividade fisiológica descontrolada. Além disso, os métodos de processamento de alimentos causam modificações adicionais na sua composição. Os cuidados a serem tomados durante a amostragem e o preparo das amostras dependerão do grau e da extensão das variações naturais na composição dos alimentos, frescos ou processados. Por outro lado, não somente ocorrem diferenças na composição entre frutas e verduras da mesma variedade, mas também entre as várias partes da mesma fruta ou da mesma verdura. Isso dependerá da anatomia e da fisiologia particulares do vegetal a ser analisado. __________________________________________________ 1Embrapa Pecuária Sudeste; 2Embrapa Cerrados; 3Embrapa Gado de Corte; 4Embrapa Gado de Leite; 5Embrapa Agroindústria de Alimentos; 6Coordenadoria de Defesa da Agricultura, CDA Além disso, diversos tipos de alimentos industrializados são constituídos de partes heterogêneas, como sanduíches, por exemplo, e que não podem ser considerados como um todo. Os processos de preparação envolvem diversas etapas, como secagem, moagem, corte e dissolução. Cada tipo de amostra irá determinar o(s) processo(s) mais indicado(s) para sua preparação. 2. OBJETIVO Neste capítulo são descritos os procedimentos relativos à amostragem para análise, preparo e armazenagem de amostras de alimentos para consumo humano. 3. FUNDAMENTO O método baseia-se nos procedimentos adotados e recomendados na literatura sobre análise de alimentos e por órgãos oficiais de controle de alimentos (JOSLYN, 1970; NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 1985). 4. EQUIPAMENTOS • “blender” com copos de aço de tamanho variado; • multiprocessador de alimentos; • congelador; • refrigerador; • facas e espátulas; • moinhos de martelo e de facas; • estufa de aquecimento com ventilação; • estufa de aquecimento a vácuo; • bandeja de aço ou alumínio; • frascos de vidro de boca larga com tampa plástica; • sacos de polietileno de alta densidade; • etiquetas auto-colantes; • chapa de aquecimento com agitação. 5. PROCEDIMENTOS 5.1. INSPEÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA Observar, antes de efetuar a solubilização, se há qualquer anormalidade na amostra quanto a seu aspecto físico, odor, cor, condições da embalagem original e manchas; anotar na folha de resultados. É importantíssimo que as amostras sejam identificadas com etiquetas em que estejam discriminados seu código de origem e/ou interno de laboratório, sua procedência e eventuais precauções que se fizerem necessárias. 5.2. SOLUBILIZAÇÃO DA AMOSTRA Dividir a amostra recebida pelo laboratório em duas partes aproximadamente iguais. Uma das partes será usada na análise e a outra deverá ser guardada como contraprova. A contraprova e a amostra para análise, esta quando não for destinada para utilização imediata, devem ser devidamente acondicionadas em recipientes adequados, de acordo com o estado físico do produto, para que as modificações químicas, bioquímicas ou microbiológicas sejam as mínimas possíveis. Amostras líquidas são acondicionadas em garrafas ou frascos com tampa hermética e amostras sólidas em sacos de polietileno ou frascos de vidro ou plástico. As amostras destinadas à determinação microbiológica não deverão ser tocadas ou retiradas da embalagem original, até que seja retirada a alíquota para aquela determinação. 5.3. PREPARO DA AMOSTRA Para amostras em pó ou granuladas, deve-se proceder ao quarteamento. Retirar, do todo da amostra, porções representativas de vários pontos (lado, fundos, centro, etc.). Juntar as partes e moer em moinho de martelos, até obter a menor granulometria possível, para boa homogeneidade da amostra. Para proceder a qualquer uma das determinações, espalhar a amostra sobre uma folha de papel-filtro grande, separar em quatro partes semelhantes, na forma de cruz e devolver dois segmentos opostos ao frasco ou embalagem da amostra. Com os outros dois segmentos, juntar e repetir esse processo de quarteamento. Usar dois segmentos opostos para pesar a amostra para análise em duplicata. Amostras líquidas devem ser cuidadosamente homogeneizadas no frasco ou em chapa de agitação magnética. Desgaseificar, se for refrigerante, por meio da agitação ou em banho de ultra-som. Produtos cárneos devem ser separados de ossos, pele, couro e pêlos, e moídos (“blender” ou multiprocessadores), até obter amostra finamente dividida. Observação: Fazer o quarteamento. Produtos heterogêneos devem ser homogeneizados em “blender”, liqüidificador ou multiprocessador. Se for desejável a determinação em separado de cada uma das partes da amostra, deve-se utilizar processo manual de separação. Determinadas amostras podem necessitar de secagem antes das determinações, em razão do alto teor de umidade, que torna as concentrações dos componentes de interesse muito pequenas, ou em razão da maior facilidade de execução de certas determinações na amostra seca. Nesse caso, muito aplicável a frutas, hortaliças e polpas, deve-se espalhar a amostra sobre uma bandeja de alumínio ou aço (em tela, se possível), ou em vidro de relógio grande, e colocar para secar em estufa com ventilação ou a vácuo a 45°C. Para a determinação de metais, a temperatura máxima recomendada é de 40°C. Não se deveesquecer de determinar a umidade na amostra fresca, para posterior cálculo das concentrações reais dos constituintes da amostra. Após secagem, proceder como para amostras granuladas (moagem e quarteamento). 5.4. CONSERVAÇÃO DA AMOSTRA Amostras de produtos altamente perecíveis, se não forem usadas imediatamente, devem ser armazenadas em “freezer” ou refrigerador até sua utilização, obedecendo sua durabilidade nessas condições. Antes de serem efetivamente utilizadas, essas amostras devem ser descongeladas naturalmente até atingir a temperatura ambiente. Produtos sujeitos a reações enzimáticas, quando desintegradas por corte, moagem, maceragem, etc., não devem ser conservados nesse estado, mesmo em baixas temperaturas. Nesse caso, é preferível conservar o alimento inteiro, sem qualquer preparação, deixando para fazê-la imediatamente antes das determinações. No processo de descongelamento, deve-se tomar cuidado de evitar a perda da água congelada da amostra. Amostras não facilmente perecíveis podem ser conservadas por algum tempo sem refrigeração, mas devem estar fora do alcance de insetos e de condições ambientais prejudiciais, como calor, luz, gases e poeira. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS NORMAS ANALÍTICAS DO INSTITUTO ADOLFO LUTZ, 3. ed., São Paulo, 1985. v1. JOSLYN, M.A.; MAYNARÁ, A. Methods in Food Analysis - AP, New York: 1970. II. MÉTODOS DE ANÁLISE CAPÍTULO 6 - MÉTODOS DE ANÁLISE DE SOLO Ana Cândida Primavesi1 Aluísio G. de Andrade2 Bruno José Rodrigues Alves3 César de Rosso4 Edyr M. Batista5 Hélio Teixeira Prates6 Fábio R. Ortiz7 Jomar Mello7 Marcos Roberto Ferraz8 Nirceu W. Linhares9 Pedro L.O. de A. Machado2, coordenador Regina Moeller10 Rita de Cássia Souza Alves11 William Marra Silva12 1. INTRODUÇÃO O solo constitui um dos recursos naturais mais importantes, sendo fundamental para a manutenção da vida de ecossistemas naturais e do sucesso de empreendimentos agropecuários e florestais. Assim, é imprescindível conhecer suas características e suas propriedades químicas e físicas. Em continuação ao Capítulo 1, “Coleta, acondicionamento e preparo de amostras”, pretende-se, neste Capítulo, descrever alguns dos principais métodos de análise de solos executados em algumas das unidades da Embrapa. Grande parte dos procedimentos é rotina em várias instituições de ensino e de pesquisa do Brasil (CAMARGO ET AL., 1986; VAN RAIJ ET AL., 1987; PAVAN ET AL., 1992; TEDESCO ET AL., 1997). O fato de constar neste manual não implica, necessariamente, que determinado método seja o procedimento ideal ou o procedimento padrão, mas que ele é adotado pelos diversos laboratórios da Embrapa, e que têm reconhecidas precisão e exatidão. _________________________________________________ 1Embrapa Pecuária Sudeste; 2Embrapa Solos; 3Embrapa Agrobiologia; 4Embrapa Meio Ambiente; 5Embrapa Acre; 6Embrapa Milho e Sorgo; 7Embrapa Soja; 8Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, USP; 9Embrapa Cerrados; 10Embrapa Amazônia Oriental; 11Embrapa Roraima; 12Embrapa Agropecuária Oeste 2. DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ DO SOLO 2.1. ACIDEZ ATIVA 2.1.1. PRINCÍPIO Baseia-se na atividade hidrogeniônica da suspensão solo-água ou solo-solução salina. 2.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Potenciômetro. 2.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Cloreto de potássio (KCl), 1 mol L-1: pesar 149,114 g (± 0,001 g) de KCl e levar, com auxilio de funil e pisseta, para balão volumétrico de 2 L. Dissolver o sal e completar o volume com água destilada ou desionizada. b) Água desionizada. c) Cloreto de cálcio (CaCl2⋅2H2O), 0,01 mol L-1: pesar 2,94 g (± 0,001 g) de CaCl2⋅2H2O e levar para béquer de 2 L de capacidade. Adicionar aproximadamente 1,5 L de água destilada ou desionizada, dissolver completamente o sal e medir o pH. Caso o pH não esteja entre 5,5 e 6,5, ajustá-lo com Ca(OH)2 a 0,1% ou HCl a 0,1 mol L-1. Com auxílio de funil e pisseta, transferir a solução para balão volumétrico de 2 L e completar o volume. 2.1.4. PROCEDIMENTO - Colocar 10 mL de terra fina seca ao ar (TFSA) em copo plástico de 50 mL de capacidade. - Adicionar ao copo plástico 25 mL de água destilada ou KCl a 1 mol L-1 ou ainda CaCl2⋅2H2O a 0,01 mol L-1. - Agitar com bastão de vidro, ou outro agitador disponível no laboratório, por 5 min. - Deixar em repouso por tempo nunca inferior a 30 min e nem superior a 3 h. - Agitar novamente a amostra com o bastão e fazer a leitura em potenciômetro, na suspensão, imediatamente após essa segunda a agitação. OBSERVAÇÕES 1. O pH determinado em solução de CaCl2 a 0,01 mol L-1 apresenta as seguintes vantagens em relação ao pH determinado em água: o pH nessa solução independe da época de amostragem do solo e é o que melhor reflete o grau de saturação de bases nos solos ácidos. Além disso, a relação solo:solução tem menor efeito na concentração de H+ em solução. 2. Ligar o potenciômetro pelo menos 30 min antes de ser utilizado, ajustar a temperatura do aparelho para aquela da amostra, e aferir o potenciômetro com as soluções-tampão de pH 7,0 e 4,0. 3. Entre cada leitura, recomenda-se lavar o eletrodo com água destilada utilizando pisseta. 4. Durante a leitura, a extremidade basal do eletrodo deve estar à meia altura dentro do frasco, ou seja, entre o fundo do frasco em que se conduz a medição e a superfície da suspensão solo-solução. 5. Deve-se ter o cuidado de não encostar o eletrodo no fundo do recipiente, para evitar a danificação da membrana. Nos períodos em que o potenciômetro não é utilizado, os eletrodos devem ser mantidos mergulhados em água e o eletrodo de referência deve ser periodicamente carregado com solução saturada de KCl, mantendo- se sempre cristais do sal não dissolvido. 2.2. ACIDEZ TROCÁVEL (ALUMÍNIO TROCÁVEL) 2.2.1. PRINCÍPIO Extração com KCl a 1 mol L-1 e determinação por titulação com NaOH a 0,01 mol L-1. 2.2.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS a) Cachimbo de 5 cm3. b) Béquer, com capacidade de 50 mL. c) Agitador mecânico ou mesa agitadora para frascos do tipo “snap-cap”. d) Pipeta automática de 10 mL. e) Bureta de 20 mL, graduada, de 0,02 mL. f) Agitador magnético e barra magnética. g) Copos plásticos descartáveis ou erlenmeyer (50 mL). 2.2.3 REAGENTES E SOLUÇÕES a) Cloreto de potássio (KCl), 1 mol L-1: pesar 74,56 g de KCl seco em estufa a ± 60ºC, dissolver em ± 800 mL de H20 destilada e completar o volume para 1 L. b) Soluções–tampão, com pH = 7,0 e pH = 4,0: diluir, conforme recomendação do fabricante, o conteúdo de ampolas, encontradas no comércio, que contém as soluções- tampão. Manter as soluções em refrigerador. c) Azul de bromotimol (pH = 6,0 a 7,6): pesar 100 mg do reagente, colocar em almofariz (gral), adicionar 1,6 mL de NaOH a 0,1 mol L-1, triturar bem até que o todo fique verde, transferir para balão de 100 mL e completar o volume com água destilada. d) Fenolftaleína a 0,1%: dissolver 0,1 g do reagente em 60 mL de álcool etílico e completar o volume para 100 mL com água destilada. e) Solução de NaOH, 1 mol L-1: pesar 40 g de NaOH e dissolver em 1 L de água destilada. Guardar em frasco de polietileno. O fator da solução é determinado pela transferência, para erlenmeyer de capacidade igual a 125 mL, de 2 g de ftalato ácido de potássio (KHC8H4O4, PM = 204,23). Em seguida, adiciona-se 50 mL de água destilada e 4 gotas de fenolftaleína a 0,1% (m/v) em etanol absoluto (solução incolor) e titula-se com a solução de NaOH a 1 mol L-1. O ponto final da titulação é indicado pelo aparecimento de coloração rósea. A solução de NaOH deve ser fatorada semanalmente. O cálculo do fator é o seguinte: F = m/(N x V x PM), em que: m = massa (em mg) de ftalato ácido de potássio, N = normalidade da solução de NaOH, V = volume (em mL) de NaOH gasto na titulação e PM = massa molecular do ftalato ácido de potássio. f) Solução de NaOH, 0,01 mol L-1: Transferir 10 mL da solução de NaOH a 1 mol L-1 parabalão volumétrico de 1L. Completar o volume com água destilada. 2.2.3. PROCEDIMENTO - Extração: medir 5 cm3 de TFSA e colocar em erlenmeyer de 125 mL, adicionando 50 mL de KCl a 1 mol L-1. Agitar por 5 min em agitador horizontal circular e deixar em repouso por uma noite (± 16 h). - Determinação: transferir, sem filtrar, 10 mL do sobrenadante (extrato obtido no item anterior), transferir para copinhos plásticos descartáveis, adicionar 10 mL de água destilada e 3 gotas do indicador azul de bromotimol. Titular com solução 0,01 M de NaOH até aparecer coloração azul persistente. - Cálculo: O teor de alumínio trocável na amostra é dado pela igualdade: mmol dm-3 de Al = (mL de NaOH a 0,01 mol L-1 gastos com a amostra – mL de NaOH a 0,01 mol L-1 gastos com o branco) x 10. OBSERVAÇÕES 1. A qualidade do KCl influencia sobremaneira o resultado na determinação do alumínio, pois algumas marcas não tem o pH adequado, em conseqüência de teores elevados de carbonatos, portanto, deve-se atentar para isso, pois o pH deverá ser de ± 5,5. Caso o pH seja maior que 7, mesmo corrigindo-o para 5,5, não teremos garantia de qualidade na análise. 2. No caso de uso de agitador, não é necessário agitar novamente a amostra para determinação de pH em CaCl2⋅2H2O a 0,01 mol L-1. 3. No caso de solos orgânicos, há indicações de que ocorre liberação de H+ das frações orgânicas e que, provavelmente, com tais solos, o resultado da análise de alumínio indica certa quantidade de hidrogênio. Assim, cuidados devem ser tomados no cálculo da necessidade de calagem com base no teor de alumínio trocável em solos orgânicos. 2.3. ACIDEZ POTENCIAL OU TOTAL COM A SOLUÇÃO DE ACETATO DE CÁLCIO 2.3.1. PRINCÍPIO Baseia-se na extração de H+ e Al3+ adsorvidos principalmente na matéria orgânica com solução-tampão forte, como de acetato de cálcio [Ca(CH3COO)2] a 1 mol L-1 em pH 7,0 e, em seguida, quantificados por titulometria com solução básica, como de hidróxido de sódio (NaOH). 2.3.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Agitador mecânico. 2.3.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de acetato de cálcio [Ca(CH3COO)2.H2O], 1,0 mol L-1, com pH = 7,0: pesar 882 g de Ca(CH3COO)2⋅H2O e dissolver em cerca de 800 mL de água isenta de gás carbônico (água destilada recém-fervida) e ajustar o pH com CH3COOH a 1 mol L-1 ou Ca(OH)2 a 1% (m/v). Completar o volume para 1 L com água destilada. b) Solução de fenolftaleína (C20H14O4) a 3% (m/v): pesar 3 g do indicador fenolftaleína e dissolver em 100 mL de álcool etílico absoluto. c) Solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 0,1 mol L-1: pesar 4 g de NaOH, transferir para frasco de 1 L e completar o volume com água destilada. A padronização é feita de maneira idêntica ao procedimento para alumínio trocável. Num béquer de 50 mL, são pesados 0,4084 g de biftalato de potássio e dissolvidos em 20 mL de água destilada. Adicionam-se 2 a 3 gotas de fenolftaleína e titula-se com solução 0,1 mol L-1 de NaOH. Para determinar o fator, utilizar a fórmula descrita no procedimento referente ao alumínio trocável. A padronização é feita semanalmente. d) Solução 0,025 mol L-1 de NaOH: transferir 25 mL da solução com 1 mol L-1 de NaOH, transferir para balão aferido de 1 L e completar o volume com água desionizada. 2.3.5. PROCEDIMENTO 1 - Pesar 10 g (± 0,01 g) e transferir para erlenmeyer de 250 mL de capacidade. - Adicionar 150 mL da solução de Ca(CH3COO)2⋅H2O a 1 mol L-1 em pH = 7,0. Tampar o frasco, agitar por 60 min e deixar em repouso por uma noite. - No dia seguinte, transferir 100 mL do sobrenadante por meio de pipeta, para erlenmeyer de 250 mL, adicionar 3 gotas de fenolftaleína a 3% e titular com NaOH a 0,1 mol L-1 (previamente padronizado), até o aparecimento de coloração rósea persistente. Anotar o volume gasto (Va). Fazer também prova em branco (Vb). - Cálculos: Considerando-se que o rendimento médio da reação é de 90% e f o fator de correção da solução de NaOH: H+ + Al3+ (mmolc.dm-3 de TFSA) = (Va – Vb) x 1,65 x f x 10. 2.3.6. PROCEDIMENTO 2 - Transferir 5 cm3 de terra para erlenmeyer de 125 ml. - Adicionar 100 ml de acetato de cálcio a 1,0 mol L-1 em pH = 7,0. - Fechar com rolha de borracha e agitar durante 15 min a 220 rpm. - Manter os frascos fechados. - No dia seguinte, transferir 50 ml do líquido sobrenadante. - Adicionar 3 gotas de fenolftaleína e titular com solução de NaOH a 0,025 mol L-1 até a viragem para cor rósea persistente. - Fazer prova em branco. - Cálculos: (H+ + Al3+) (em mmolc .dm-3) = (Va − VB) x 10. OBSERVAÇÕES 1. O Ca(CH3COO)2⋅H2O é altamente higroscópico. O sal deve ser armazenado em dessecador 2. A solução tampão Ca(CH3COO)2⋅H2O deverá ter o pH corrigido sempre que for utilizada 2.4. ACIDEZ POTENCIAL POR POTENCIOMETRIA EM SOLUÇÃO-TAMPÃO SMP (pH SMP) 2.4.1. PRINCÍPIO Esta medição se baseia na diminuição causada pela acidez total (H + Al) no pH da solução– tampão, com posterior correlação entre os valores de pH da solução-tampão e de acidez total previamente determinados em vários solos representativos da região pelo método do acetato de cálcio. 2.4.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Ver acidez ativa. 2.4.3. REAGENTES E SOLUÇÕES Solução-tampão SMP (Shoemaker, McLean & Pratt): transferir 106,2 g de cloreto de cálcio (CaCl2⋅H2O), 6,0 g de cromato de potássio (K2CrO4), 4,0 g de acetato de cálcio [Ca(CH3CO2)2] e 5 mL de trietanolamina para béquer de 500 mL. Adicionar 200 mL de água destilada. Dissolver 3,6 g de p-nitrofenol em cerca de 200 mL em béquer e aquecer. Após a dissolução, misturar as duas soluções em balão volumétrico de 1L, completando com água destilada. Deixar em repouso por um dia e ajustar o pH para 7,5 com NaOH ou HCl. Transferir para recipiente plástico e agitar bem. Guardar essa solução por 7 a 10 dias, antes do uso, agitando de vez em quando, e depois ajustar novamente o pH. 2.4.4. PROCEDIMENTO 1 - Medir 10 mL de solo e transferir para copo plástico. - Adicionar 10 mL de água destilada e agitar com bastão de vidro. - Deixar em repouso por 30 min, agitar novamente e determinar o pH. - Adicionar 5 mL da solução-tampão SMP e agitar com bastão de vidro. - Deixar em repouso por 20 min, agitar novamente e determinar o pH. - Relacionar o valor do pH SMP com os teores de H+ + Al3+ no gráfico de correlação previamente montado. 2.4.5. PROCEDIMENTO 2 - Retomar a suspensão em que foi determinado o pH em CaCl2⋅2H2O a 0,01 mol L-1 e adicionar exatamente 5 ml de solução-tampão SMP. - Agitar por 15 min no agitador, a 220 rpm, e deixar em repouso por 1 h. - Calibrar o potenciômetro com os tampões 7,0 e 4,0 e fazer a leitura sem agitar a amostra. OBSERVAÇÕES Devem ser feitas curvas de calibração entre o método do pH SMP e a titulação do H+ + Al3+, regionalmente, com cerca de 100 amostras de solos representativos em que haja ampla variação de H+ + Al3+, extraídos pelo método do pH SMP e pelo método do acetato de cálcio a 1 mol L-1. Detalhes sobre a metodologia para tal calibração podem ser obtidos em PEREIRA et al. (1998). 3. CARBONO ORGÂNICO 3.1. PROCEDIMENTO EMPREGANDO DICROMATO 3.1.1. PRINCÍPIO O procedimento consiste na oxidação do carbono orgânico a CO2 por íons dicromato, em meio fortemente ácido. A oxidação do carbono orgânico se baseia na seguinte reação: 2Cr2O72- + 3C0 + 16H+ → 4Cr3+ + 3CO2 + 8H2O O dicromato reduzido é considerado como equivalente ao carbono orgânico existente na amostra de solo, e o excesso de dicromato é titulado com íons Fe2+ obtidos a partir de uma solução padronizada de sulfato ferroso amoniacal. Na determinação por titulação, o carbono orgânico é determinado pela diferença entre a quantidade de Fe2+ gasta na titulação da prova em branco (Cr(VI) total adicionado) e aquela gasta na titulação do dicromato que restou após a oxidação do carbono da amostra, devendo-se enfatizar que este procedimento considera todo o carbono da matéria orgânica como estando presenteno estado de oxidação zero (RAIJ et al., 2001; NELSON & SOMMERS, 1996). Esse método permite determinar a matéria orgânica ativa e facilmente decomponível no solo, incluindo húmus e resíduos de plantas, mas exclui carvão (WALKLEY & BLACK, 1934; WALKLEY, 1947). A oxidação do carbono da matéria orgânica não é completa, razão pela qual é aplicado um fator de correção (1,33). Outro fator é utilizado (1,724), para a conversão do teor decarbono orgânico para matéria orgânica, baseado no pressuposto de que a matéria orgânica do solo contém 58% de C orgânico, devendo-se esclarecer que atualmente outros fatores já foram propostos (RAIJ et al., 2001). 3.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Capela, para exaustão dos gases. Balança analítica. Erlenmeyer de 500 mL. Bureta de 50 mL. Proveta de 50 mL ou dispensador de 20 mL, para H2SO4. Agitador magnético com barra de ímã. Cachimbo de 1 cm3. Frasco do tipo “snap-cap” de 100 mL. Agitador horizontal circular. Espectrofotômetro. 3.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Ácido sulfúrico (H2SO4), concentrado, p.a.. b) Ácido fósforico (H3PO4), concentrado, p.a., a 85%. c) Fluoreto de sódio (NaF) ou sulfato de prata (Ag2SO4). d) Dicromato de potássio (K2Cr2O7), 0,167 mol L-1: pesar 49,04 g de K2Cr2O7, seco em estufa por 2 h a 105ºC e dissolver em 1 L de água destilada. e) Indicador de difenilamina: dissolver 0,5 g de difenilamina em 50 mL de H2SO4 concentrado, p.a. f) Indicador de ferroína – usado em substituição ao indicador de difenilamina. Pesar 1,485 g de ortofenantrolina (mono), adicionar 0,695 g de Fe2SO4⋅7H2O e completar o volume para 100 mL com água destilada. g) Sulfato ferroso amoniacal [Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O)], 0,4 mol L-1: pesar 157 g de Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O e dissolver em ± 800 mL de água destilada, contendo 20 mL de H2SO4 concentrado e completar o volume para 1 L com água destilada. Essa solução eve ser padronizada antes de sua utilização (10,00 mL da solução K2Cr2O7 e demais reagentes, porém sem o solo) h) Dicromato de sódio [Na2Cr2O7⋅2H2O] a 0,667 mol L-1 em H2SO4 a 5 mol L-1: pesar 200,0 g de Na2Cr2O7⋅2H2O e dissolver em 600 mL de água destilada, acrescentar 280 mL de H2SO4 concentrado, deixar esfriar e completar o volume para 1 L com água destilada. i) PROCEDIMENTO Procedimento 1: pesar 0,5 g de TFSA em erlenmeyer de 500 mL, adicionar 10 mL de K2Cr2O7 a 1 mol L-1, adicionar 20 mL de H2SO4 concentrado, agitar levemente, aguardar 30 min e adicionar 200 mL de água destilada, acrescentar também 10 mL de H3PO4 concentrado e 0,2 g de NaF, 5 gotas de difenilamina e titular com o Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O a 0,5 mol L-1, até a viragem do cinza-azulado para verde-turvo. Fazer prova em branco. Procedimento 2: em erlenmeyer de 500 mL, pesar 0,5 g de TFSA, adicionar 10 mL de bicromato de potássio a 1 mol L-1, adicionar 20 mL de H2SO4 concentrado. Deixar em repouso por 30 min, adicionar 200 mL de água destilada e 5 gotas de ferroína e titular com Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O a 0,5 mol L-1 até a viragem para o verde-turvo. Cálculos: M.O. (%) = (1 – T/S) x 10,3, em que T = mL de Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O gastos na amostra, S = mL de Fe(NH4)2(SO4)2⋅6H2O gastos no branco e 10,3 = 1,0 x 12/4000 x 1,724 x 1000/0,5, sendo: 1,0 = normalidade do K2Cr2O7, 0,5 = massa de solo e 1,724 = fator de conversão do carbono em matéria orgânica. Há também uma variante do método descrito nesta seção, em que se substitui o K2Cr2O7 pelo Na2Cr2O7 em H2SO4 e a leitura é feita por colorimetria, conforme descrito a seguir. OBSERVAÇÕES A determinação do carbono orgânico em material de solo finamente moído em moinho de bola e o uso de sistema de refluxo durante a oxidação da matéria orgânica têm resultado em valores mais exatos. 3.2. PROCEDIMENTO COLORIMÉTRICO 3.2.1. PRINCÍPIO Baseia-se na medida de intensidade da coloração verde do íon Cr(III) resultante da oxidação do íon cromato pelo carbono orgânico (QUAGGIO & RAIJ, 1979). Em função de sua maior solubilidade, o dicromato de sódio é empregado em lugar do dicromato de potássio. 3.2.2. PROCEDIMENTO - Transferir 1 cm3 de terra para frasco cilíndrico de 100 mL. - Adicionar, com dispensador, 10 mL de Na2Cr207 a 0,667 mol L-1 em H2S04 a 5 mol L-1. - Agitar durante 10 min a no mínimo 180 rpm, em aparelho de agitação com movimento circular horizontal. Essa agitação é suficiente para promover a oxidação da matéria orgânica, mesmo sem aquecimento. - Após repouso de 60 min, adicionar 50 mL de água, promovendo a mistura das soluções, e deixar decantar durante a noite. É importante adicionar a água e promover turbulência, de maneira que a mistura dos líquidos seja otimizada. - No dia seguinte, transferir o líquido sobrenadante para tubo de colorímetro com filtro de transmissão máxima de 650 nm. Acertar o zero do aparelho com prova em branco completa. A transferência da solução sobrenadante deve ser feita de maneira que não perturbe o resíduo de solo decantado. - Calcular os resultados a partir da curva de calibração, preparada com solos analisados pelo método titulométrico. OBSERVAÇÕES Para preparar a curva de calibração, deve-se escolher solos com ampla variação no teor de matéria orgânica (desde valores baixos, em maior número até cerca de 200 g dm-3). É realizada primeiramente a determinação pelo método do dicromato. A seguir as mesmas amostras são submetidas ao procedimento colorimétrico, sendo as leituras dadas em transmitância ou absorbância. A partir desses resultados é montada uma tabela de conversão da leitura colorimétrica em função do teor de matéria orgânica proporcional. Entretanto, a linearidade geralmente não se verifica acima de 100 g kg-1 de matéria orgânica. Se os dados forem ajustados matematicamente, por regressão, deve-se dar atenção aos dados dos extremos, principalmente aos teores muito baixos. 4. FÓSFORO “DISPONÍVEL” E POTÁSSIO TROCÁVEL 4.1. MÉTODO DE MEHLICH 1, CAROLINA DO NORTE OU DO DUPLO ÁCIDO 4.1.1. PRINCÍPIO Baseia-se na extração do fósforo e do potássio trocáveis de solos, por troca iônica com solução de H2SO4 a 0,0125 mol L-1 + HCl a 0,05 mol L-1, seguida de determinação das concentrações de fósforo por colorimetria e de potássio por fotometria de chama. 4.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Agitador horizontal. Fotômetro de chama. Espectrofotômetro, para leitura em 660 nm. 4.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução-estoque de HCl a 2,5 mol L-1 e H2SO4 a 0,625 mol L-1: em balão volumétrico de 1 L, adicionar 207 mL de HCl, p.a. (d = 1,19) e 34,7 mL de H2SO4, p.a (d = 1,84), em aproximadamente 500 mL de água destilada. Agitar bem e completar o volume. b) Solução de Mehlich: em proveta, diluir 200 mL da solução-estoque para 10 L de água destilada. Esta solução contém H2SO4 a 0,0125 mol L-1 e HCl a 0,05 mol L-1. c) Solução de molibdato de amônio: em béquer de 500 mL, pesar 2 g de subcarbonato de bismuto, adicionar 500 mL de água destilada e, em seguida, adicionar 150 mL de H2SO4 concentrado, p.a. Deixar esfriar e homogeneizar bem. Noutro béquer, pesar 20 g de molibdato de amônio, p.a., adicionar 200 mL de água destilada e homogeneizar a solução. Transferir as duas soluções para balão volumétrico de 1 L e completar o volume até a marca com água destilada (solução A). Em seguida, transferir 300 mL da solução A para balão volumétrico de 1 L e completar o volume até a marca com água destilada (Solução B). d) Soluções de calibração de fósforo: pesar 0,4393 g (± 0,00001g) de KH2PO4, seco em estufa a 120oC por uma noite, e dissolver em balão volumétrico de 1 L de capacidade, que já contenha cerca de 500 mL de água. Adicionar ao balão 3 mL de H2SO4 concentrado, agitar e aferir o balão. Esta solução contém 100 mg.dm-3 de P. A partir dessa solução preparar a curva de calibração nas seguintes concentrações: 0,0; 0,5, 1,0, 2,0; 3,0 e 4,0 mg.dm-3 em solução de Mehlich. e) Soluções de calibração de potássio: secar 3 g de KCl, p.a., em mufla a 105ºC por2 h e deixar esfriar em dessecador. Em seguida, transferir 1,907 g do sal para frasco de 1 L e completar o volume com água destilada. Esta solução contém 1.000 mg.dm-3 de K. Transferir 5, 10, 20 e 40 mL dessa solução para balões volumétricos de 1 L e completar o volume com solução de Mehlich. Essas soluções contêm, respectivamente, 5, 10, 20 e 40 mg dm-3 de K. 4.1.4. PROCEDIMENTO - Transferir 5 cm3 de solo para erlenmeyer de 125 mL de capacidade, adicionar 50 mL de solução de Mehlich e agitar por 5 min em agitador horizontal. Deixar por uma noite em repouso. No dia seguinte, transferir 20 mL do sobrenadante em copinhos plásticos (semelhantes aos usados para cafezinho) para a determinação do potássio e 5 mL em tubos de ensaio de 20 mL para a determinação do fósforo. - Determinação do potássio: após ajuste do aparelho com as soluções de calibração de potássio, levar o extrato separado para determinação do potássio em fotômetro de chama, selecionando o filtro próprio. - Cálculo: K+ (mg dm-3) = leitura x fator de diluição x fator da curva de calibração. - Determinação do fósforo: sobre 5 mL do extrato separado para a determinação do fósforo, adicionar exatamente 10 mL da solução B e aproximadamente 30 mg de ácido ascórbico. Agitar até dissolução e, após 30 min, fazer a leitura em espectrofotômetro no comprimento de onda de 660 nm. Fazer a leitura da curva de calibração de fósforo. Cálculo: mg dm-3 de P = leitura x fator de diluição x fator da curva de calibração*. * O fator da curva de calibração é o coeficiente angular da reta obtida grafando-se os valores de concentração de fósforo da curva de calibração na abscissa e as respectivas leituras na ordenada. É importante lembrar que a curva de calibração deve ser construída cada vez que for realizada a determinação. OBSERVAÇÕES 1. Em amostras com altos teores de fósforo há necessidade de diluir as soluções até a faixa de concentração linear obtida a partir da curva de calibração. 2. Observar a curva de calibração de K+, linear até 40 mg L-1 (PAVAN et al., 1992). 4.2. MÉTODO DA RESINA (RAIJ ET AL., 2001) 4.2.1. PRINCÍPIO Baseia-se na transferência do fósforo e do potássio presentes no solo para resina em meio aquoso, com subseqüente separação da resina e do solo e extração dos elementos químicos (P e K) com solução ácida de cloreto de amônio. A determinação do teor de fósforo se dá por espectrofotometria da cor azul do complexo fosfomolíbdico, formado entre fosfato e molibdato em ácido sulfúrico e reduzido com ácido ascórbico. A determinação do teor de potássio se dá pela medição da energia radiante emitida pelo potássio em chama. 4.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Cachimbos de 2,5 cm3, para resina, com fundo de tamis, com abertura pouco menor do que o diâmetro das resinas (< 0,4 mm). Dispensador para 25 mL. Painel de recuperação de resina. Mesa agitadora circular horizontal, para, no mínimo, 220 rpm. Diluidor-dispensador, para diluição na proporção de 4 mL de extrato para 16 mL de diluente. Fotômetro de chama. Espectrofotômetro, com transmissão máxima a 720 nm ou 885 nm. 4.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água desionizada. b) Resina trocadora de ânions, do tipo base forte (Amberlite IRA-400 ou similar). c) Resina trocadora de cátions, do tipo ácido forte (Amberlite IR-120, ou similar). d) Ácido clorídrico (HCl), 1 mol L-1: adicionar, com proveta, 166 mL de ácido clorídrico (d = 1,18) em balão volumétrico de 2 L, em que já tenham sido colocados aproximadamente 500 mL de água desionizada. Completar o volume e homogeneizar bem. e) Hidróxido de sódio (NaOH), 1 mol L-1: pesar 53,5 g de NaOH e dissolver em balão volumétrico de 2 L. Resfriar e completar o volume com água desionizada. f) Cloreto de amônio (NH4Cl), 1 mol L-1: pesar 53,4 g de cloreto de amônio em béquer e dissolver em água desionizada. Levar para balão volumétrico de 2 L e completar com água desionizada até a marca. g) Bicarbonato de sódio (NaHCO3), 1 mol L-1: dissolver 168 g de bicarbonato de sódio em béquer, utilizando água desionizada. Em seguida, transferir para balão volumétrico de 2 L e completar o volume. h) Cloreto de amônio (NH4Cl) a 0,8 mol L-1 em (HCl) a 0,2 mol L-1: dissolver 42,8 g de cloreto de amônio em béquer com água desionizada, acrescentar 16,6 ml de HCL, p.a., e completar o volume para 1L. i) Ácido clorídrico (HCl), 0,2 mol L-1: adicionar, com proveta, 33 mL de ácido clorídrico (d = 1,18) em balão volumétrico de 2 L, em que já tenham sido colocados aproximadamente 500 mL de água desionizada. Completar o volume e homogeneizar bem. j) Solução-estoque de molibdato de amônio: dissolver 20 g de molibdato de amônio em 200 mL de água destilada aquecida entre 60 e 70ºC. Resfriar a solução. Dissolver 0,70 g de tartarato duplo de antimônio e potássio na solução de molibdato. Adicionar lentamente 320 mL de H2SO4, p.a., concentrado, resfriando sob água corrente. Deixar esfriar bem e completar o volume para 1 L. k) Solução diluída de molibdato de amônio: medir 50 mL da solução-estoque de molibdato e transferir para balão volumétrico de 1 L. Adicionar cerca de 500 mL de água desionizada quente e 0,6 g de gelatina p.a. Transferir a solução de gelatina para balão volumétrico. Acrescentar 1 g de ácido ascórbico, agitar até dissolver e completar o volume com água desionizada e homogeneizar. l) Solução de calibração de estoque de fósforo e potássio: pesar 0,1767 g de fosfato monopotássico, p.a., e 0,1275 g de cloreto de potássio, partindo de reagentes secos em estufa entre 105 e 110oC durante 2 h e esfriados em dessecador. Dissolver esses produtos em béquer, usando o mínimo possível de HCl a 1 mol L-1 (60 a 64 mL de ácido) e transferir cuidadosamente o conteúdo do béquer para balão volumétrico de 1 L. Lavar o béquer com várias porções da solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 em HCl a 0,2 mol L-1, completar o volume com esta última solução e agitar. 4.2.4. PROCEDIMENTO - Pré-condicionamento da resina: misturar partes iguais de resina Amberlite IRA-400 e Amberlite IRA-120, ou resinas similares, previamente passadas em peneira com abertura de malha de 0,5 mm. A cada 100 mL de resina, adicionar 10 mL de HCl a 1 mol L-1, 10 g de KH2PO4, 10 g de CaCl2 e 10 g de MgSO4⋅7H2O. Os sais devem ser dissolvidos previamente num pouco de água desionizada. Deixar a suspensão em contato durante 2 a 3 semanas, agitando ocasionalmente. Uma vez colocada em solução, a resina jamais deverá ser seca, pois pode perder as propriedades de expansão. Lavar 5 vezes a resina com água desionizada em béquer, por decantação da resina e eliminação do líquido entre uma lavagem e outra. Transferir a resina para o tubo grande no painel de recuperação de resinas. Usando fluxo saturado, percolar lentamente várias soluções. Para cada volume de resina, passar em seqüência 5 volumes de água destilada, 5 volumes de HCl a 1 mol L-1, 5 volumes de água desionizada, 5 volumes de NaOH a 1 mol L-1, 5 volumes de água desionizada e 5 volumes de HCl a 1 mol L-1. Em seguida, passar 10 volumes de NH4Cl a 1 mol L-1 e 1 volume de água. A resina está pré-condicionada e deve ser acondicionada em frasco identificado como “resina recuperada”. - Preparo da resina para uso: prepara-se o suficiente para o uso diário. Retirar resina suficiente para o uso diário, do frasco de resina recuperada, com cuidado para evitar segregação das resinas catiônicas e aniônicas. A resina Amberlite IRA-400 tem densidade aparente de 0,70 g mL-1, enquanto nas mesmas condições a densidade da Amberlite IR-120 é de 0,84 g mL-1. Dessa maneira, é importante o cuidado para evitar a segregação das duas resinas, o que se consegue misturando as resinas em frasco com prévia decantação da água, mas sem secar. Preparar 5 volumes de NaHCO3 a 1 mol L-1 com pH = 8,5, para cada volume de resina. Colocar a resina em béquer e acrescentar cerca de 1/3 de solução de bicarbonato. Deixar em contato durante pelo menos2 h antes de usar, agitando ocasionalmente, até não mais saírem bolhas de CO2. Transferir a resina para tubo de percolação e promover a passagem do restante de NaHCO3 a 1 mol L-1, o que deve levar algumas horas. Em seguida, passar lentamente 20 volumes de água desionizada. A resina deve ser usada imediatamente na extração dos nutrientes do solo. É conveniente iniciar o preparo com NaHCO3 um dia antes, para que o tratamento com bicarbonato de sódio possa ser feito com o devido tempo. Iniciar lavagem lenta com água no final da tarde, regulando a vazão, para que ela se prolongue durante a noite, e concluindo-a na manhã seguinte. EXTRAÇÃO DO FÓSFORO ASSIMILÁVEL E DO POTÁSSIO TROCÁVEL: - Transferir 2,5 cm3 de TFSA para frasco plástico de 80 mL, provido de tampa. Acrescentar 25 mL de água desionizada e uma bolinha de vidro com cerca de 2 cm de diâmetro. Fechar o frasco e agitar por 15 min, para desagregar o solo (isso é necessário para permitir a posterior separação de resina e solo). - Retirar a bolinha de vidro e acrescentar 2,5 cm3 de resina, medidos com cachimbo. Fechar o frasco e agitar durante 16 h, em agitador com movimento circular horizontal, na velocidade de 220 rpm. A agitação pode ser feita durante a noite. - No dia seguinte, abrir o frasco e transferir, com jato de água, a suspensão de solo e resina para peneira com 0,4 mm de abertura. Lavar a resina com o mínimo de água destilada, até que não seja mais observada saída de argila. Virar a peneira sobre funil, tendo por baixo um frasco cilíndrico de 100 mL de capacidade. - Transferir a resina da peneira para o frasco de 100 mL, usando para isso exatamente 50 mL da solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1. Nessa operação, pode-se usar um dispensador para 25 mL. - Deixar a solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1 com a resina em contato por cerca de 30 min, para permitir a saída do gás carbônico. Em seguida, fechar os frascos e agitar por 1 h a 220 rpm. O extrato assim obtido está pronto para a determinação de PAssimilável, K, Ca e Mg trocáveis. - Juntamente com os extratos de solos, devem ser agitadas as soluções de calibração de cálcio, magnésio, potássio e fósforo diluídas em NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1. DETERMINAÇÃO DO FÓSFORO: - Transferir 0, 1, 2, 3, 4 e 5 mL da solução de calibração de estoque para balões volumétricos de 50 mL identificados por A, B, C, D, E e F. Completar o volume com a solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 em HCl a 0,2 mol L-1 e agitar. - Transferir as soluções para frascos plásticos do mesmo tipo usado para receber os extratos finais da resina. Acrescentar 2,5 mL de resina, deixar em contato por 30 min e agitar a 220 rpm durante 1 h. É conveniente que essas soluções sejam preparadas no dia em forem utilizadas. As soluções de calibração A, B, C, D, E e F têm a seguinte equivalência de volume de TFSA expressa em mg.dm-3 de P: 0, 16, 32, 48, 64, 80, respectivamente. - Diluir 4 mL do extrato de NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1 com 16 mL da solução diluída de molibdato, com auxílio do diluidor-dispensador. Proceder igualmente com as souções da curva de calibração. Após 15 min, proceder às leituras em colorímetro ou em espectrofotômetro a 660 nm. DETERMINAÇÃO DE POTÁSSIO: - Transferir a solução de calibração de estoque da mesma forma como foi descrito anteriormente, de modo que nos frascos plásticos as soluções tenham a seguinte equivalência de volume de TFSA, expressa em mmolc.dm-3 de K: 0,0; 1,2; 2,2; 3,6; 4,8 e 6,0, respectivamente. - Retirar 1 mL dos extratos com NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1 da resina, adicionar 10 mL de água desionizada e homogeneizar. Fazer as leituras no fotômetro de chama. - Cálculo: traçar curva de calibração e determinar o fator para converter as leituras em mmolc.dm-3 de K+. OBSERVAÇÕES Recuperação da resina: recolher a resina usada em béquer. Lavar 5 vezes com água desionizada, por decantação da resina e remoção do líquido sobrenadante. Transferir a resina de um béquer para outro, com auxilio de jato de água, de forma que a areia permaneça na parte inferior do primeiro béquer. A resina assim tratada pode ser acumulada, aproveitando o material de vários dias, para só então proceder à recuperação que será feita uma vez por semana. Medir em proveta o volume de resina e transferir para tubo de percolação. Percolar lentamente 10 volumes de NH4Cl a 1 mol L-1, e em seguida 1 volume de água destilada. Transferir a resina para um frasco identificado como “resina recuperada”, com o auxílio de água desionizada. A resina tratada é armazenada até o dia de sua utilização, quando receberá tratamento com bicarbonato de sódio. 5. SÓDIO 5.1. PRINCÍPIO Extração com solução diluída de ácido clorídrico e posterior determinação em fotômetro de chama. 5.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Fotômetro de chama. 5.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de HCl, 0,05 mol L-1: preparar por diluição a partir de ácido concentrado. b) Solução de calibração de sódio, 10 mmolc.L-1 de Na: pesar 0,585 g de NaCl, previamente seco em estufa a 105oC, e dissolver em solução de HCl a 0,05 mol L-1, até completar 1 L. c) Curva de calibração de Na (1, 2, 3 e 4 mmolc.L-1 de Na): transferir para balões aferidos de 500 mL os seguintes volumes da solução anterior: 50, 100, 150 e 200 mL. Completar o volume com solução de HCl a 0,05 mol L-1. 5.4. PROCEDIMENTO - Transferir 10 cm3 de TFSA para erlenmeyer de 200 mL e adicionar 100 mL da solução de HCl a 0,05 mol L-1. - Fechar com rolha de borracha e agitar com movimentos circulares, evitando molhar a rolha. Repetir essa operação várias vezes ao dia. - Após a última agitação, desfazer o montículo que se forma na parte central do fundo do erlenmeyer e deixar em repouso durante uma noite. - Filtrar e, no filtrado, determinar o sódio em fotômetro de chama, diretamente ou em alíquotas diluídas, conforme o teor do elemento químico existente na amostra. - Cálculo: Na (em mmolc.kg-1) = L x diluição x fNa x 10, em que L = leitura da amostra e fNa = obtido a partir da equação da reta da curva de calibração de Na. OBSERVAÇÃO Quando se tratar de solos aparentemente ricos em sódio, provavelmente haverá necessidade de executar várias diluições, para se adequar à faixa linear de resposta do Na no fotômetro de chama. 6. CÁLCIO E MAGNÉSIO 6.1. EXTRAÇÃO COM KCL 1,0 MOL L-1 6.1.1. PRINCÍPIO A determinação do cálcio e do magnésio é feita após a extração com KCl a 1 mol L-1, por titulação complexométrica com ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) ou por absorção atômica. 6.1.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS: Cachimbo de 5 cm3. Béquer, com capacidade 50 mL. Agitador mecânico. Pipeta automática de 10 mL. Bureta de 10 mL, com divisão de 0,01 mL. Agitador magnético e barra magnética. Copos plásticos descartáveis(50 mL). Espectrofotômetro de absorção atômica. 6.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES: a) Solução de KCl, 1 mol L-1: pesar 74,56 g de KCl, seco em estufa a ± 60ºC, dissolver em ± 800 mL de água destilada e completar o volume para 1 L. b) Solução de EDTA, 0,01 mol L-1: pesar exatamente 1,8613 g de EDTA, seco em estufa a 100ºC por 1 h, e dissolver em 1 L de água destilada. c) Solução–tampão, pH = 10: dissolver 16,9 g de cloreto de amônio (NH4Cl) em 50 mL de água destilada, adicionar 150 mL de hidróxido de amônio (NH4OH) concentrado, 0,154 g de sulfato de magnésio (Mg(SO4)2⋅7H2O) e 0,233 g de EDTA, e completar o volume para 250 mL com água destilada. d) Negro de eriocromo T (“eriochrome black T”): dissolver 100 mg do indicador em 10 mL de álcool metílico e adicionar 10 mL de trietanolamina p.a. e) Coquetel para Ca + Mg: misturar 120 mL de solução-tampão (pH = 10), 70 mL de trietanolamina p.a. e 18 mL de cianeto de potássio (KCN). f) Coquetel para Ca: misturar 80 mL de KCN a 5%, 25 mL de trietanolamina p.a. e 100 mL de NaOH a 10%. g) NaOH a 10%: pesar 10 g deNaOH e dissolver em 100 mL de água destilada. h) KCN a 5%: pesar 10 g de KCN e dissolver em 200 mL de água destilada. i) KCN a 10%: pesar 10 g de KCN e dissolver em 100 mL de água destilada. j) Calcon®: dissolver 100 mg do indicador em 10 mL de álcool metílico e acrescentar 10 mL de trietanolamina p.a. k) La203 a 10%: pesar 117 g de La2O3, umedecer com H2O e adicionar, aos poucos, 500 mL de HCl concentrado e completar para 1 L com água destilada. l) Solução de La2O3 a 0,1%: transferir 10 mL da solução e La2O3 e diluir para 1 L com água destilada. 6.1.4. PROCEDIMENTO a) Extração: transferir 5 cm3 de TFSA para um béquer e adicionar 50 mL de KCl a 1,0 mol L-1. Agitar por 5 min e deixar em repouso por uma noite. b) Determinação de cálcio + magnésio: transferir 10 mL do extrato e adicionar 10 mL de água destilada, 1 mL do coquetel (item 3.5) e 3 gotas do indicador de eriocromo (item 3.4). Titular com EDTA a 0,01 mol L-1, até a cor avermelhada passar para azul puro ou azul- esverdeado. c) Determinação separada do cálcio: transferir 10 mL do extrato, adicionar 10 mL de água destilada, 2 mL do coquetel para cálcio (item 3.6), 3 gotas do indicador de calcon e titular com EDTA a 0,01 mol L-1 até a viragem para a cor azul. d) Cálculos: mmolc.dm-3 de Ca = (mL de EDTA da amostra − mL de EDTA do branco) x 10; mmolc.dm-3 de Ca + Mg = (mL de EDTA da amostra – mL de EDTA do branco) x 10. e) Procedimento para a determinação do cálcio e também do magnésio por absorção atômica: transferir alíquota de 1 mL do extrato (item 5.1), adicionar 19 mL de La2O3 a 0,1% e proceder às leituras no espectrofotômetro de absorção atômica, aferindo o aparelho conforme as instruções do fabricante. Analisar prova em branco com KCl + La2O3 nas mesmas concentrações dos extratos. De acordo com a linearidade da curva de calibração, ajustar o equipamento para leituras diretas e, em caso de extrapolação em relação à curva de calibração, fazer diluições da amostra. Os cálculos nesse caso são: mg dm-3 de Ca = leitura x fc x fd ou resultado direto e mg dm-3 de Mg = leitura x fc x fd ou resultado direto, em que: Fc = fator de correção e Fd = fator de diluição. OBSERVAÇÕES 1. Verificar a neutralidade da solução em relação ao Mg e ao EDTA; para isso, em 50 mL de água destilada, adicionar 3 mL da solução e colocar 4 gotas do indicador negro de eriocromo. A cor avermelhada deverá virar para o azul puro com no máximo 2 gotas do EDTA a 0,01 mol L-1. 2. Alguns laboratórios preferem usar murexida para a análise de Ca e Mg e também Calceina complexona para analisar o Ca separado do Mg, por titulação, enquanto outros laboratórios usam o espectrofotômetro de absorção atômica. Em todos os casos, a extração é a mesma, diferindo apenas nos procedimentos para a determinação. 3. Tanto o óxido de lantânio quanto o cloreto de estrôncio são efetivos como supressores de interferentes. 6.2. MÉTODO DA RESINA 6.2.1. PRINCÍPIO Ver procedimento para análise de fósforo (RAIJ et al., 2001). 6.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Ver procedimento para análise de fósforo. 6.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de calibração de estoque de cálcio e magnésio: pesar 2,5022 g de carbonato de cálcio, p.a., e 0,1216 g de magnésio metálico, p.a., partindo de reagentes secos em estufa entre 105 e 110oC durante 2 h e resfriados em dessecador. Dissolver os produtos em béquer, usando o mínimo possível de HCl a 1 mol L-1 (60 a 65 mL de ácido) e transferir cuidadosamente o conteúdo do béquer para balão volumétrico de 1 L. Lavar o béquer com várias porções da solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 em HCl a 0,2 mol L-1, completar o volume com esta última solução e agitar. b) Solução–tampão (pH = 10): dissolver em água 68 g de NH4Cl, p.a., acrescentar 570 mL de hidróxido de amônio concentrado, p.a., 0,61 g de sulfato de amônio heptahidratado, p.a., 0,93 g de sal dissódico de EDTA, 5 g de cianeto de potássio, p.a., dissolvido em água, e 100 mL de trietanolamina, p.a. Completar o volume para 1 L. Agitar. Verificar se a relação de Mg:EDTA está correta, titulando 10 mL da solução-tampão, diluída em 100 mL de água e 6 gotas de preto de eriocromo T, com a solução de EDTA a 0,01 mol L-1. A quantidade de mililitros gastos multiplicada por 0,184 dará o número de gramas de EDTA a 2 mol L-1 a ser acrescido à solução-tampão, a fim de equilibrar a relação de Mg:EDTA. c) Solução-coquetel de NaOH a 20%: dissolver 200 g de NaOH em água destilada ou desionizada. Acrescentar 100 mL de trietanolamina e 5 g de cianeto de potássio, previamente dissolvidos em água. Completar o volume para 1 L e homogeneizar. Guardar a solução em frasco plástico. d) Preparo da curva de calibração de Ca, Mg, K e P: transferir 0, 1, 2, 3, 4 e 5 mL da solução de calibração de estoque para balões volumétricos de 50 mL identificados por A, B, C, D, E e F, respectivamente. Completar o volume com a solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 em HCl a 0,2 mol L-1 e agitar. Transferir as soluções para frascos plásticos do mesmo tipo usado para receber os extratos finais da resina. Acrescentar 2,5 cm3 de resina, deixar em contato por 30 mins e agitar a 220 rpm durante 1 h. É conveniente que essas soluções sejam preparadas no dia de uso. As soluções de calibração A, B, C, D, E, F têm, respectivamente, a seguinte equivalência de volume de terra expressa em mmol.dm-3 de Ca: 0, 20, 40, 60, 80, 100 e de Mg: 0, 4, 8, 12, 16, 20. 6.2.4. PROCEDIMENTO a) Transferir 2,5 cm3 de terra para frasco plástico de 80 mL, provido de tampa. Acrescentar 25 mL de água destilada e uma bolinha de vidro de cerca de 2 cm de diâmetro. Fechar o frasco e agitar por 15 min para desagregar o solo (isso é necessário para permitir a posterior separação de resina e solo). b) Retirar a bolinha de vidro e acrescentar 2,5 cm3 de resina, medida com cachimbo. Fechar o frasco e agitar durante 16 h, em agitador com movimento circular horizontal, na velocidade de 220 rpm c) Após abrir o frasco, transferir, com jato de água, a suspensão de solo e resina para peneira de 0,4 mm de abertura. Lavar a resina com o mínimo de água destilada, até parar de sair argila. Virar a peneira sobre funil, tendo por baixo um frasco cilíndrico de 100 mL de capacidade. Transferir a resina da peneira para o frasco de 100 mL, usando para isso exatamente 50 mL da solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1. d) Deixar a solução de NH4Cl a 0,8 mol L-1 em contato com a resina por cerca de 30 min, para permitir a saída do gás carbônico. Em seguida, fechar os frascos e agitar por 1 h a 220 rpm. O extrato está pronto para a determinação de cálcio e magnésio. Juntamente com os extratos de solos, devem ser agitadas a curva de calibração de cálcio e magnésio em NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1, contendo a resina. e) Usualmente cálcio e magnésio são determinados em conjunto, em pH = 10, e o cálcio isoladamente, em pH = 12,5. O teor de magnésio é obtido por diferença. O indicador mais usado para cálcio + magnésio é o negro de eriocromo T. Para cálcio, usa-se o azul de eriocromo R, ou Calcon. f) Retirar duas alíquotas de 10 mL dos extratos de NH4Cl a 0,8 mol L-1 + HCl a 0,2 mol L-1, proveniente da extração pela resina. Transferir também alíquotas da curva de calibração. Adicionar água, até perfazer cerca de 500 mL. Em uma das alíquotas determinar cálcio + magnésio. Para isso, adicionar à solução 5 mL da solução-tampão (pH = 10) e, após alguns minutos, 5 gotas do indicador ériocromo T. Titular imediatamente após a adição do indicador, até a viragem de vermelho-vinho para azul, usando a solução a 0,01 mol L-1 de EDTA. Usar microbureta. A viragem do indicador é lenta e a titulação deve ser feita cuidadosamente, gota a gota, ao se aproximar do final. Determinar cálcio na outra alíquota. Para isso, adicionar 3 mL da solução-coquetel de NaOH a 20%, 5 gotas de Calcon e titular imediatamente com EDTA a 0,01 mol L-1,até viragem de vermelho-rosado para azul. g) Para calcular os resultados, subtrair inicialmente o valor da prova em branco (solução A da curva de calibração) do volume gasto para titular cálcio + magnésio e cálcio, tanto da curva de calibração, como dos extratos. Em seguida, plotar o valor esperado contra o volume gasto na titulação, para Ca + Mg e Ca. Estabelecer o fator para converter os resultados da titulação em valores de mmolc.dm-3 de terra. Feito isso, obter os valores de magnésio por subtração. OBSERVAÇÃO O EDTA forma complexos que têm constantes de estabilidade variável com diferentes metais. A constante de estabilidade do cálcio é maior que a do magnésio, o que significa que o cálcio é titulado antes do magnésio na solução que contenha os dois elementos. Nas titulações de cálcio e magnésio são importantes o pH do meio, os indicadores e os agentes que mascaram a interferência . 7. BORO 7.1. EXTRAÇÃO COM ÁGUA QUENTE 7.1.1. PRINCÍPIO Extração do boro por água quente e determinação espectrofotométrica. Cloreto de bário é adicionado para a precipitação de argilas. 7.1.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Banho-maria. Balanças. Tubos de polietileno com tampa rosqueável. Estante porta-tubos. Centrífuga de alta rotação. Pipeta automática de 5 mL. Espectrofotômetro. 7.1.3.REAGENTES E SOLUÇÕES (ARMAZENAR EM FRASCOS PLÁSTICOS) a) Solução-tampão: dissolver 173 g de acetato de amônio e 37,2 g de EDTA em 800 mL de água desionizada. Ajustar o pH para 5,2 com ácido acético ou com ácido sulfúrico a 25% e completar o volume para 1 L com água desionizada. b) Reagente azometina-H: dissolver 0,6 g de azometina-H e 2,0 g de ácido ascórbico em 100 mL de água destilada. Esta solução poderá ser conservada em geladeira por até 2 dias. c) Solução com 100 mg L-1 de boro: pesar 0,5717 g de ácido bórico e completar o volume para 1 L com água desionizada. d) Curva de calibração de boro: 0; 0,4; 0,8; 1,2 e 1,6 mg L-1 de boro. e) BaCl2 a 10%: pesar 10 g de BaCl2 e dissolver em 100 mL de água desionizada. 7.1.4. PROCEDIMENTOS a) Extração: pesar 10 cm3 de TFSA em tubos de polietileno (nunca utilizar frascos de vidro!). Adicionar 20 mL de água desionizada, 0,25 mL de BaCl2 a 10% e fechar hermeticamente. Levar à fervura por 7 min em banho-maria. Retirar do banho-maria, deixar esfriar e, em seguida, filtrar ou centrifugar a 10.000 rpm durante 10 min. b) Determinação: transferir 4 mL das soluções da curva de calibração ou das amostras para tubos de polietileno, adicionar 2 mL da solução-tampão e misturar bem. Adicionar 2 mL da solução de azometina-H, deixar em repouso por 2 h e proceder às leituras em 420 nm. c) Cálculos: B (%) = L x fc x fd/10.000 ou B (mg.kg-1) = L x fc x fd, em que L = leitura, fc = fator de correção e fd = fator de diluição. 7.2. EXTRAÇÃO COM ÁGUA QUENTE EMPREGANDO RADIAÇÃO MICROONDAS 7.2.1. PRINCÍPIO Extração do boro por água quente em forno com radiação microondas e determinação espectrofotométrica. Cloreto de bário é adicionado para a precipitação de argilas (ABREU et al., 1994). 7.2.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Balança analítica. Pipeta automática de 4 mL. Espectrofotômetro, para leitura em 400 nm. Forno de microondas. Sacos de polipropileno (15,5 x 25 cm). Estante porta–saquinho, para microondas Papel-filtro de vazão lenta. 7.2.2. REAGENTES E SOLUÇÕES (ARMAZENAR EM FRASCOS PLÁSTICOS) - Solução-tampão: 250 g de acetato de amônio e 15 g de EDTA em 400 mL de água desionizada, adicionar 125 mL de ácido acético glacial concentrado. - Reagente azometina-H: adicionar, a 1 L de água destilada, 18 g de 1-amino-8-naftol-3,6- dissulfonato de sódio e aquecer para dissolver. Filtrar, se necessário, e ajustar para pH = 7,0 com KOH a 10%. Adicionar gotas de HCl, com agitação constante, e ajustar o pH para 1,5. Aquecer a solução até 60ºC e adicionar 20 mL de ácido benzóico (C7H6O2) vagarosamente e depois agitar vagarosa e continuamente, aquecendo por ± 1 h. Deixar esfriar durante a noite em temperatura ambiente. Filtrar, para coletar o precipitado de azometina-H, com funil de Büchner, lavando por ± 5 vezes com álcool etílico p.a., esperar até que evapore um pouco o álcool etílico usado e depois secar a 100ºC por 3 h. Recolher o pó e guardar em dessecador. - Solução de azometina-H a 9%: 0,9 g de azometina e solução de ácido ascórbico a 2%. - Solução de boro, 100 mg L-1: pesar 0,5717 g de ácido bórico e completar o volume para 1 L com água desionizada. - Curva de calibração de boro: 0; 0,4; 0,8; 1,2 e 1,6 mg L-1 de boro. - BaCl2 a 0,125%: pesar 0,125 g de BaCl2 e dissolver em 100 mL de água desionizada. 7.2.3. PROCEDIMENTO - Colocar 10 cm3 de solo em saquinhos de polipropileno (15,5 x 25 cm), adicionar 20 mL da solução de cloreto de bário a 0,125% e 0,5 cm3 de carvão ativo, se a determinação de boro for por colorimetria. Com auxílio de uma seladora, vedar os saquinhos. Fazer um pequeno furo no centro do saquinho, para reduzir a pressão interna durante o aquecimento, prender com clipe plástico e pendurar os saquinhos na prateleira própria para uso em microondas (com prato giratório) ou amarrar o saquinho na estante. Aquecer por 4 min na potência máxima (700 W) e 5 min na potência média (490 W). Esfriar (30 min) e filtrar a suspensão em papel de filtração lenta (Whatman 42). - Determinação: transferir 4 mL do extrato e das soluções da curva de calibração para tubos de ensaio, adicionar 1 mL da solução-tampão e homogeneizar. Acrescentar 1 mL da solução de azometina-H a 0,9% e agitar. Deixar em repouso por 30 min no escuro e proceder às leituras em espectrofotômetro a 420 nm. OBSERVAÇÕES 7.3. Calibração do forno de microondas: essa calibração deve ser feita a cada 6 meses. Anotar os dados em caderno de controle a ser mantido junto ao equipamento. Colocar 1.000 g de água desionizada em copo de Teflon e medir a temperatura da água antes do aquecimento. Colocar o copo de Teflon no centro do prato giratório do microondas. Ligar o forno por 2 min na potência máxima. Remover o copo, agitar vigorosamente a água e medir novamente a temperatura. 7.4. A potência do forno é determinada por: P = (K x CP x m x DT).t-1, em que P = potência em Watts, K = fator de conversão de caloria por segundo em Watts (4,184), CP = capacidade térmica, ou calor específico = Cal.g-1.ºC-1 da água = 1,0, DT = diferença de temperatura (final - inicial) e t = tempo em segundos. Usando t = 2 minutos e 1.000 g de água destilada, a equação pode ser simplificada para: P = 34,87 x DT. Se as calibrações forem feitas com potência diferente de 100%, fazer a correção: P = 100 (34,87 x DT) % da potência usada (SOUZA & SILVA., 2000). Provavelmente haja necessidade de diminuir a potência indicada no programa. 8. ENXOFRE (S-SO42-) 8.1. TURBIDIMETRIA 8.1.1. PRINCÍPIO Quantificação da turbidez formada pela precipitação do sulfato com o cloreto de bário (VITTI, 1989). 8.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Tubos de polietileno. Agitador horizontal. Centrífuga de alta rotação. Frascos do tipo “snap-cap”. Copos plásticos descartáveis (50 mL). Pipetas automáticas, de 5 mL e 10 mL. Balança analítica. Espectrofotômetro. Peneira de 60 “mesh” (malha de 0,25 mm). 8.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução extratora de fosfato monocálcico a 0,01 mol L-1: dissolver 2,52 g de Ca(H2PO4)2⋅H2O em 1 L de água desionizada e adicionar 3 gotas de tolueno. b) Hidróxido de sódio a 10 mol L-1: dissolver 40 g de NaOH em 100 mL de água desionizada. c) Cloreto férrico a 5%: dissolver 5,0 g de FeCl3⋅6H2O em 100 mL de água destilada. d) Solução de ácido clorídrico com enxofre: 100 mL de HCl concentrado + 4 mL da solução de 1.000 ppm de enxofre, completar o volume para 200 mL com água desionizada. e) Solução de calibração de S-SO42-, 1000 mg L-1: pesar 5,4376 g de K2SO4 p.a., seco a 105ºC, e dissolver em 1 L de água desionizada. f) Ácido clorídrico a 10 mol L-1: transferir83 mL de HCl concentrado para balão de 100 mL e completar o volume com água destilada. 8.1.4. PROCEDIMENTO - Extração: transferir 3,0 g de solo para tubo de centrífuga de 30 mL e adicionar 15 mL da solução extratora. Agitar por 24 h em agitador horizontal (100 rpm) e, em seguida, centrifugar a 10.000 rpm por 10 min. - Eliminação da matéria orgânica: transferir 8 mL do extrato para tubos de centrífuga, adicionar 1 mL de NaOH a 10 mol L-1 e 1 mL de FeCl3 a 5%, agitar manualmente e em seguida centrifugar a 10.000 rpm por 5 min. - Neutralização do NaOH: separar o sobrenadante (subitem anterior) e adicionar 1 mL de HCl a 10 mol L-1. - Determinação: medir 5 mL do extrato tratado, adicionar 0,5 mL da solução de ácido clorídrico com enxofre, agitar e adicionar 0,25 g de BaCl2 passado em peneira de 60 “mesh” (malha = 0,25 mm), aguardar 2 min e proceder às leituras em espectrofotômetro antes de 8 min a 420 mm. O tempo é um aspecto importantíssimo. Preparar a curva de calibração nas seguintes concentrações: 0, 2, 5, 10, 15 e 20 mg L-1 de S-SO42-, e proceder à determinação nas mesmas condições das amOstras. - Cálculos: mg kg-1 de S-SO42- , calculado a partir da equação da reta obtida nas leituras da curva de calibração. Considerar as diluições da amostra. 8.2. VARIAÇÃO DO MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE S-SO42- 8.2.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Ver procedimento descrito no item anterior. 8.2.2. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução extratora de Ca(H2PO4)2 a 0,01 mol L-1: dissolver 2,52 g de Ca(H2PO4)2⋅H2O em 1 L de água desionizada. b) Cristais de BaCl2⋅2H2O: peneirar os cristais em peneiras de 20 e 60 “mesh”. Usar os cristais que ficarem retidos na peneira 60. c) Solução de calibração de S-SO42-, 1000 mg L-1: dissolver 5,4374 g de K2SO4, p.a., seco a 105ºC, em 1 L de água desionizada. d) Solução de calibração de S-SO42-, 100 mg L-1: em balão volumétrico de 100 mL, transferir 10 mL da solução de 1000 mg L-1, completando o volume com a solução de Ca(H2PO4)2⋅H2O a 0,01 mol L-1. e) Curva de calibração de S-SO42-: preparar com 0, 2, 5, 10, 20, 30 e 40 mL da solução de 100 mg L-1 de S, transferir para balões de 100 mL, completar o volume com Ca(H2PO4)2 a 0,01 mol L-1 e agitar. Essas soluções contêm S-SO42- nas seguintes concentrações, em mg L-1: 0, 2, 5, 10, 20, 30 e 40. f) Carvão ativado. g) Solução de ácido clorídrico com enxofre: transferir 250 mL de HCl concentrado, p.a., para balão de 500 mL. Acrescentar 0,06 g de K2SO4. Agitar e completar o volume com água destilada. 8.2.3. PROCEDIMENTO - Medir 10 cm3 de terra e colocar em frasco plástico com tampa ou erlenmeyer de 125 mL. - Adicionar 25 mL da solução extratora e acrescentar 0,25 g de carvão ativado. Para isso, pode-se lançar mão de medida volumétrica previamente calibrada. - Agitar por 30 min e, em seguida, filtrar a suspensão. - Transferir 10 mL do extrato em frasco de polietileno. Acrescentar 1 mL da solução de ácido clorídrico com enxofre. Adicionar cerca de 0,5 g de BaCl2⋅2H2O peneirado. Pode-se utilizar medida volumétrica calibrada. Esperar 1 min e, em seguida, agitar manualmente, até a dissolução dos cristais. Ler a absorvância de 2 a 8 min após a dissolução dos cristais, em espectrofotômetro a 420 nm. Zerar o aparelho com água destilada. Essa etapa deve ser feita com, no máximo, 10 a 12 amostras de cada vez, para se fazer a leitura no tempo especificado. Caso as leituras dos extratos de solo excedam aquelas do ponto máximo da curva de calibração, repetir a determinação, pipetando 2 mL do extrato e 8 mL da solução extratora, e continuar a partir da adição da solução de ácido clorídrico com enxofre. Multiplicar o resultado por cinco. OBSERVAÇÃO Curva de calibração: transferir 25 mL das soluções de calibração diluídas que contêm 0, 2, 5, 10, 20, 30 e 40 mg L-1 de S-SO42-. Acrescentar 0,25 g de carvão ativado e agitar por 30 min. Em seguida, filtrar a suspensão. Transferir 10 mL do extrato em frasco plástico. Acrescentar 1 mL da solução de ácido clorídrico com enxofre. Após, adicionar cerca de 0,5 g de BaCl2⋅2H2O peneirado. Pode-se utilizar medida volumétrica calibrada. Esperar 1 min e, em seguida, agitar manualmente até a dissolução dos cristais. Ler a absorvância de 2 a 8 minutos após a dissolução dos cristais, em espectrofotômetro a 420 nm. Zerar o aparelho com água desionizada. Essa etapa deve ser feita com, no máximo, 10 a 12 amostras de cada vez, para se fazer a leitura no tempo especificado. Construir a curva de calibração plotando o valor de absorbância contra a concentração das soluções de calibração multiplicada por 2,5 (0; 5; 12,5; 25; 50; 75 e 100 mg de S-SO42- por dm-3 de solo). Calcular a concentração de S-SO42- no solo com base na curva de calibração. 9. DETERMINAÇÃO DE COBRE, FERRO, MANGANÊS E ZINCO 9.1. EXTRAÇÃO COM DTPA 9.1.1. PRINCÍPIO Extração dos microelementos com solução quelante de ácido dietilenotriaminopentacético (DTPA) em determinado pH ou com solução extratora mista (HCl a 0,05 mol L-1 e H2SO4 a 0,025 mol L-1) e determinação dos elementos por espectrofotometria de absorção atômica. 9.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Espectrofotômetro de absorção atômica. Lâmpada de catodo ôco, para cada elemento. Medidor de pH. Mesa agitadora circular, horizontal e regulável para 220 rpm. Bandejas. Dispensador. Cachimbos (10 e 5 cm3). Macropipeta automática. Papel-filtro quantitativo, faixa azul, com 11 cm de diâmetro. 9.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de DTPA a 0,005 mol L-1 + trietanolamina (TEA) a 0,1 mol L-1 + cloreto de cálcio diidratado (CaCl2⋅2H2O a 0,01 mol L-1) com pH = 7,30: dissolver 1,96 g de DTPA em béquer com aproximadamente 200 mL de água destilada e desionizada (dissolução parcial). Adicionar 14,9 mL de trietanolamina e, em seguida, 1,47 g de CaCl2⋅2H2O. Transferir para balão volumétrico de 1 L, completar o volume com água destilada e desionizada. Corrigir o pH com HCl 4 a mol L-1. b) Solução de HCl a 4 mol L-1: adicionar, vagarosa e cuidadosamente, 331 mL de HCl concentrado, em aproximadamente 500 mL de água destilada e desionizada. Completar o volume para 1 L. c) Solução-estoque de HCl a 2,5 mol L-1 e H2SO4 a 1,25 mol L-1: em balão volumétrico de 1 L, adicionar 207 mL de HCl, p.a. (d = 1,19), e 34,7 mL de H2SO4, p.a. (d=1,84), em aproximadamente 500 mL. Misturar bem e completar com água destilada. d) Solução extratora (HCl a 0,05 mol L-1 e H2SO4 a 0,025 mol L-1): diluir 200 mL da solução- estoque em 10 L de água desionizada. e) Soluções de calibração de estoque, de 1000 mg L-1, preparadas com soluções comerciais de calibração (Titrisol): Mn - diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada; Cu - diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada; Zn - diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada; Fe - diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada; f) A seguir, sugerem-se as seguintes concentrações para a construção da curva de calibração, para emprego na determinação por espectrometria de absorção atômica. É importante se observar que a concentração deverá ser ajustada para cada elemento, de acordo com o manual de instruções do equipamento utilizado: . Curva de calibração 1: transferir 5 mL da solução de calibração de Fe (1000 mg L-1), 2 mL da solução de calibração-estoque de Mn (1000 mg L-1), 2 mL da solução de calibração de Cu (1000 mg L-1) e 1 mL da solução de calibração de Zn (1000 mg L-1) para balão de 100 mL e completar o volume com a solução extratora de DTPA ou da solução de HCl a 0,05 mol L-1 + H2SO4 a 0,025 mol L-1. Essa solução contém 50 mg L-1 de Fe, 20 mg L-1 de Mn, 20 mg L-1 de Cu e 10 mg L-1 de Zn. . Curva de calibração 2: transferir os volumes, indicados a seguir, da curva de calibração 1 para balões de 100 mL e completar o volume com a solução extratora de DTPA ou da solução de HCl a 0,05 mol L-1 + H2SO4 a 0,025 mol L-1: Curva decalibração 1 Concentração no extrato (mg L-1) (mL) Cu Zn Fe Mn 0 0 0 0 0 5 1,0 0,5 2,5 1,0 10 2,0 1,0 5,0 2,0 20 3,0 2,0 10,0 4,0 25 4,0 2,5 12,5 5,0 . Fazer a calibração do espectroftômetro de absorção atômica utilizando as curvas de calibração. OBSERVAÇÃO: Para transformar em mg.dm-3 de solo, o valor da concentração em mg L-1 deve ser multiplicado por 2 para o DTPA e por 10 para a solução de HCl a 0,05 mol L-1 + H2SO4 a 0,025 mol L-1. 9.1.4. PROCEDIMENTO - Extração com DTPA: medir com cachimbo 20 cm3 de solo e transferir para frascos cônicos de polietileno. Adicionar 40 mL da solução extratora (DTPA + TEA + CaCl2⋅2H2O). Tampar os frascos e agitar por 2 h a 220 rpm. Filtrar a suspensão por, no máximo, 1 h. Ler diretamente no filtrado a concentração de cobre, ferro, manganês e zinco, em 24 h, no máximo, após a filtragem. - Extração com solução de HCl a 0,05 mol L-1 + H2SO4 a 0,025 mol L-1): medir com cachimbo 5 cm3 de solo e transferir para frascos cônicos de polietileno. Adicionar 50 mL da solução extratora (HCl a 0,05 mol L-1 + H2SO4 a 0,025 mol L-1). Tampar os frascos e agitar por 5 min a 220 rpm. Deixar decantar a suspensão durante a noite (15 a 18 h). Em seguida, transferir 10 mL para copinhos plásticos descartáveis, de 50 mL. Ler diretamente a concentração de cobre, ferro, manganês e zinco. OBSERVAÇÃO A análise de micronutrientes exige sempre cuidados especiais, principalmente em relação à qualidade dos reagentes e às vidrarias utilizados, assim como à lavagem e à padronização na seqüência laboratorial. 9.2. EXTRAÇÃO COM HCl A 0,1 mol L-1 9.2.1. PRINCÍPIO Extração dos microelementos com solução extratora (HCl a 0,1 mol L-1) e determinação dos elementos por espectrofotometria de absorção atômica. 9.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Espectrofotômetro de absorção atômica. Mesa agitadora circular horizontal, regulada para 220 rpm. Bandejas. Dispensador. Cachimbo (10 cm3). Seringa ou macropipeta automática. 9.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução extratora de HCl a 0,1 mol L-1: medir 83,3 mL de ácido clorídrico (d = 1,19) e diluir para 10 L com água destilada e desionizada. b) Soluções de calibração de 1000 mg L-1, preparadas com solução comercial (padrão Titrisol): Cu − diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada; Zn − diluir a solução em balão de 1 L com água destilada e desionizada. d) A seguir, sugerem-se as seguintes curvas de calibração, para emprego na determinação de Cu e Zn por espectrometria de absorção atômica. É importante observar que a concentração deverá ser ajustada para cada elemento, de acordo com o manual de instruções do equipamento utilizado: e) Curva de calibração 1: transferir 2 mL da solução de calibração de Cu (1000 mg L-1) e 1 mL da solução de calibração de Zn (1000 mg L-1) para balão de 100 mL e completar o volume com a solução extratora de HCl a 0,1 mol L-1. Essa solução contém 20 mg L-1 de Cu e 10 mg L-1 de Zn. f) Curva de calibração 2: transferir o seguinte volume da curva de calibração 1 para balão de 100 mL e completar o volume com a solução extratora de HCl a 0,1 mol L-1: Curva de calibração 1 Concentração no extrato (mg L-1) (mL) Cu Zn 0 0 0 5 1,0 0,5 10 2,0 1,0 20 3,0 2,0 25 4,0 2,5 9.2.4. PROCEDIMENTO - Medir com cachimbo 10 cm3 de solo e transferir para frascos cônicos de polietileno. Adicionar 40 mL da solução extratora de HCl a 0,1 mol L-1. Agitar por 30 min. Em seguida, deixar decantar a suspensão durante a noite (15 a 18 h). Transferir 10 mL para copinhos plásticos descartáveis de 50 mL e determinar diretamente em concentração ou em absorbância os teores de Cu e de Zn. OBSERVAÇÕES 1. Fazer a calibração do espectrômetro de absorção atômica, utilizando as curvas de calibração. Para transformar para mg.dm-3 de solo, o valor da concentração em mg L-1 deve ser multiplicado por 4 (fator de diluição). 2. Expressar o resultado em mg.dm-3, com uma casa decimal; 3. Novas curvas de calibração devem ser preparadas quando a solução extratora for renovada, para compensar possíveis contaminações provenientes da água ou do ácido. 5. A determinação de micronutrientes exige sempre cuidados especiais, principalmente em relação à qualidade dos reagentes e das vidrarias utilizados, assim como à lavagem e à padronização na seqüência laboratorial. 10. NITROGÊNIO TOTAL 10.1. MÉTODO KJELDAHL 10.1.1. PRINCÍPIO Conversão do N orgânico do solo em sal de amônia, pela oxidação completa da matéria orgânica do solo mediante reação com ácido sulfúrico concentrado e mistura de catalisadores (cobre e selênio), à temperatura em torno de 300oC. O nitrogênio é quantificado por titulação, após procedimento de destilação por arraste a vapor (BREMNER, 1965; ALVES et al., 1994, BREMNER & MULVANEY, 1982). 10.1.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Balança analítica. Capela com exaustor, preparada para vapores ácidos. Bloco digestor, com termostato na faixa de 0 a 400oC. Bureta de precisão (0,01 mL). Destilador Manta aquecedora, com espaço para balão de fundo redondo, com capacidade para 5 L. Medida de 1,1 g para a mistura catalisadora. Pipetas volumétricas (2, 5 e 10 mL). Tubos de digestão (ø 25 x 300 mm). Conjunto de destilação (FIGURA 1): Balão de fundo redondo com capacidade para 5 litros e rolha de borracha; A - Copo para um volume de 15 mL de NaOH 40%; B - Balão com boca esmerilhada de 125 mL; C – Condensador; D – Funil de proteção contra contaminação por condensação; E – Erlenmeyer com solução de ácido bórico com indicadores; F – Registro para controle do fluxo de vapor; G – Entrada de água do condensador; H – Entrada do vapor proveniente do balão sob aquecimento da manta; I – Descarte; Ja – Junta esmerilhada 10/30; Jb – Junta esmerilhada 12/30; Jc – Junta esmerilhada 19/38; K - Rolha de vidro para liberação do NaOH 40%; L – Corpo do destilador (peça inteira churriada); Figura 1: Esquema do destilador usado para as análises de N total do solo e N mineral (NH4+ e NO3-). Modificado de TEDESCO & GIANELO (1979). 10.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Mistura catalisadora: 100 g de sulfato de potássio, 10 g de sulfato de cobre e 1 g de selênio. Os três reagentes antes de serem misturados devem ser finamente moídos (< 100 “mesh”). b) Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). c) Octanol, p.a. d) Ácido bórico a 1%: dissolver 100 g de H3BO3 p.a. em 10 L em água destilada. e) Indicadores: vermelho de metila (70 mg) e verde de bromocresol (100 mg) dissolvidos em 200 mL de metanol. f) H2SO4 a 0,5 mol L-1: diluir 27 mL do ácido sulfúrico concentrado para um volume final de 1 L com água destilada. g) NaOH a 40%: dissolver 2 kg do reagente p.a. em 5 L de água destilada. h) Água destilada. i) TRIS (tris-hidroximetilaminometano): preparar solução com 0,0300 mol L-1 (3,6342 g.L-1). j) Solução de sulfato de amônio (1 mg.10 mL-1 de N): 471,4 mg L-1 de (NH4)2SO4. k) Solo com teor de N conhecido (padrão). l) Etanol. 10.1.4. PROCEDIMENTO - Digestão da amostra: adicionar 1,000 g de amostra de solo (TFSA), 1,1 g da mistura catalisadora e 4 mL de ácido sulfúrico concentrado em tubo de ensaio para digestão. Reservar 2 tubos para o branco (somente mistura catalisadora e ácido sulfúrico) e 2 tubos para um padrão interno, que deve ser um solo finamente moído, cujo teor de N é bem conhecido. No caso de o solo apresentar alto teor de matéria orgânica (> 50 g.kg-1), adicionar 5 mL de ácido sulfúrico e 3 a 4 gotas de octanol (evita a formação de espuma). Colocar os tubos de ensaio no bloco digestor, que deverá estar dentro de uma capela, e aumentar a temperatura gradualmente (iniciar com 100oC por 30 min, passar a 150oC por 1 h, levar a 300oC por 4 a 5 h) e desligar o bloco digestor. A temperatura ideal é atingida quando for observado o refluxo do ácido a aproximadamente 10 cm de altura no tubo. - Preparação da solução de ácido bórico (indicador):adicionar 200 mL da solução de indicadores a 10 L de solução de ácido bórico a 1%. Caso seja necessário, adicionar gotas de NaOH (0,1 mol L-1) de forma a se obter solução de cor violeta. Neste ponto, o pH da solução estará muito próximo do ponto de viragem de cor do indicador, ou seja, mínimas quantidades de amônia que chegarem à solução alterarão significativamente a cor da solução para verde-azulado (típica do indicador verde de bromocresol em meio alcalino). - Preparação da solução de ácido sulfúrico para titulação: a escolha da concentração de ácido a ser preparada para titulação das amostras é baseada na provável concentração de N da amostra digerida. Recomenda-se a concentração de ácido sulfúrico que condicione ao uso de cerca de 10 mL na titulação da amostra. Pode-se fazer um pequeno ensaio com a seguinte fórmula: Nac = 0,00007144 x % de N (g/100 g ou g/100 mL) x Pam (mg) (ou Vam, em mL), em que Nac é a normalidade do ácido a ser usado, % de N é o teor de N do material a ser analisado, Pam é a massa da amostra digerida, ou no caso da solução (Vam), o volume digerido. A mínima concentração de ácido que deve ser usada para que a visualização da mudança de cor do indicador seja fácil é de 0,005 mol L-1. - Padronização do ácido sulfúrico para titulação: em 3 erlenmeyers de 125 mL, colocar 10 mL de da solução de ácido bórico (indicador) e volume conhecido da solução de TRIS. O volume a ser colocado depende da concentração de ácido escolhida para a titulação (normalmente utilizam-se 5 mL de TRIS para solução ácida com concentração superior a 0,02 mol L-1 e 2 mL para soluções entre 0,005 mol L-1 e 0,02 mol L-1. Em seguida, procede- se a titulação com bureta graduada ou automática. A concentração do ácido padronizado é calculada por meio da fórmula: Nac = NTRIS x VTRIS/Vac, em que Nac e Vac são a normalidade do ácido e o volume do ácido gasto na titulação do TRIS, cuja normalidade e cujo volume usados foram expressos como NTRIS e VTRIS. - Procedimento de destilação: após esfriamento dos tubos, inicia-se o processo de destilação a vapor. Ligar a manta aquecedora que contém o balão com cerca de 5 L de água destilada. Para uniformizar a ebulição da água, adicionar bolinhas de vidro, ou pedacinhos de cerâmica, ao balão. Ligar a água de resfriamento do condensador (C) um pouco antes do início da produção de vapor. Quando o sistema iniciar a produção de vapor d’água, fazer uma limpeza, colocando-se álcool no balão de boca esmerilhada (B) e no reservatório de NaOH (A) e proceder à destilação. Em seguida, repete-se o processo com água destilada, para completar a limpeza do aparelho. Para avaliar a qualidade do processo de destilação, adicionar 10 mL de água destilada no balão de boca esmerilhada e conectá-lo ao sistema (L). Colocar 10 mL da solução de ácido bórico a 2% com indicadores em erlenmeyer (E), deixando-o abaixo da saída do condensador do aparelho de destilação, de tal maneira que a saída do condensador fique 4 cm acima da superfície da solução. Colocar 15 mL da solução de NaOH (40%) no copo (A) e lentamente deixar escorrer essa solução para o frasco de destilação (retirar lentamente a rolha “K”). Abrir a válvula do vapor (F) e proceder à destilação até o volume da solução no erlenmeyer (E), que contém a solução de ácido bórico a 2% com indicadores, e chegar em 75 mL, o que deverá ocorrer num intervalo de 4 min, aproximadamente. Após a destilação, o condensado faz com que a solução de ácido bórico a 2% com indicadores passe do vermelho para o verde-azulado. Retirar o erlenmeyer e titular com o ácido sulfúrico padrão. Adicionar o ácido até a solução mudar do verde-azulado para o vermelho. Repetir o procedimento, adicionando 10 mL da solução de calibração de (NH4)2SO4. A água destilada serve como branco para a solução de calibração de (NH4)2SO4. Calcular a quantidade de N existente na solução de calibração e avaliar a condição do sistema. Caso a recuperação de N da solução de calibração seja inferior a 98%, checar todas as conexões para possível vazamento e limpar novamente o aparelho. Uma vez garantido o bom funcionamento do destilador, proceder à destilação do material digerido; iniciar com um branco e, em seguida, processar as amostras. Recomenda-se destilar a segunda prova em branco após a destilação de todas as amostras. Após a destilação do material digerido, limpar o aparelho, conforme descrito anteriormente. - Cálculo: Teor (g.kg-1) de N na amostra de solo: N (%) = [(Ta - Tb) x 14 x Nap/Pa] x 1000, em que Ta = título da amostra em mL, Tb = título do branco em mL, Nap = normalidade do ácido sulfúrico padronizado e Pa = massa da amostra em mg. OBSERVAÇÕES 1. A digestão de Kjeldahl é normalmente conduzida em bloco digestor de alumínio, com capacidade para vários tubos (em geral, 40 unidades) e aquecido eletricamente. Para fins de monitoramento, utilizam-se 2 tubos com uma amostra–padrão, com teor de N conhecido (referência). Recomenda-se que semanalmente se faça a verificação de temperatura em todo o bloco. 2. A utilização de tituladores automáticos com leitura digital é conveniente nessas titulações, pois diminui os erros de operação. 10.2. INCLUSÃO DE NITRATO E NITRITO NA QUANTIFICAÇÃO DO NITROGÊNIO TOTAL 10.2.1. PRINCÍPIO Redução do nitrato e do nitrito a amônio, pela oxidação da liga de Devarda (reagente que contém cobre, alumínio e zinco, na proporção de 50:45:5), em meio ácido (Liao, 1981). 10.2.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Balança analítica. 10.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES Liga de Devarda. Octanol, p.a. Ácido sulfúrico, 3 mol L-1: diluir 167 mL de ácido sulfúrico concentrado no volume final de 1 L em água destilada. 10.2.4. PROCEDIMENTO - Em adição ao procedimento de análise de N total do solo, após a colocação da amostra (1 g) de solo no tubo de digestão, acrescentar 0,2 g de liga de Devarda e 6 mL de ácido sulfúrico a 3 mol L-1. - Levar ao bloco digestor e manter a temperatura entre 100 e 150°C até a solução iniciar a fervura. Caso haja formação de espuma, adicionar 2 ou 3 gotas de octanol aos tubos. Após 30 min, retirar os tubos, deixar esfriar e adicionar 1,1 g da mistura catalisadora e 3 mL de ácido sulfúrico concentrado e continuar com o procedimento de digestão para análise de N total. OBSERVAÇÕES O método de digestão de Kjeldhal inclui somente a fração do nitrato e do nitrito presente no solo, que varia dependendo do solo. Como, normalmente, a fração do N total do solo na forma de NO3- ou NO2- é muito pequena, a não inclusão dessas formas de N não resulta em erros significativos. A metodologia descrita é recomendada no caso de solos recentemente adubados com fertilizante nitrogenado ou adubo verde, quando as formas minerais oxidadas do N se tornam significativas. 10.3. NITROGÊNIO MINERAL (NH4+ E NO3-) 10.3.1. PRINCÍPIO Extração de amônio e nitrato (e nitrito) do solo com solução de KCl a 2 mol L-1, sendo a quantificação feita por titulação, após arraste a vapor da amônia formada com a alcalinização do extrato pela adição de óxido de magnésio. O nitrato (e o nitrito) é incluído após redução a amônio pela adição da liga de Devarda. 10.3.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Balança (0,001 g) Medidas de aproximadamente 300 mg para MgO e de 300 mg para a liga de Devarda. Bureta de precisão (0,01 mL). Rolo de papel-alumínio ou cadinhos de alumínio para dosar umidade do solo. Manta aquecedora, com espaço para balão de fundo redondo com capacidade para 5 L. Pipetas volumétricas (2, 5 e 10 mL). Balão de fundo redondo, com capacidade para 5 L, e rolha de borracha. Conjunto destilador descrito na FIGURA 1: A - (não é usado nesta determinação); B – Balão com boca esmerilhada de 250 mL; C – Condensador; D – Funil de proteção contra contaminação por condensação; E – Erlenmeyer, com solução de ácido bórico com indicadores; F – Registro para controle do fluxo de vapor; G – Entrada de água docondensador; H – Entrada do vapor proveniente do balão sob aquecimento da manta; I – Descarte; Ja – Junta esmerilhada 10/30; Jb – Junta esmerilhada 12/30; Jc – Junta esmerilhada 19/38; K – (não é usado nesta determinação); L – Corpo do destilador; 10.3.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de cloreto de potássio, 2 mol L-1: pesar 149 g de KCl em frasco com volume de 1 L e completar o volume com água destilada. b) Ácido bórico a 1%: 100 g de H3BO3 p.a. no volume final de 10 L em água destilada. c) Óxido de magnésio calcinado: colocar em mufla, a 600°C por 6 h, quantidade de MgO suficiente para a análise. d) Liga de Devarda. e) Octanol p.a. f) H2SO4, 0,5 mol L-1: diluir 29 mL do ácido sulfúrico concentrado para volume final de 1 L com água destilada. g) Solução tris-hidroxiaminometano (TRIS): preparar solução 0,03 mol L-1 (3,6342 g L-1). h) Solução de sulfato de amônio e nitrato de potássio: 1 mg de N-NH4+ + 1 mg de N-NO3- em 10 mL. i) Álcool etílico. 10.3.4. PROCEDIMENTO - Determinação da umidade da amostra: pesar em papel-alumínio, previamente tarado, cerca de 20 g da amostra do solo para análise. Anotar a massa e levar para secagem em estufa a 105oC, até atingir massa constante (cerca de 48 h). Anotar a massa da amostra seca. Descontando a massa do papel-alumínio, obtém-se o conteúdo de água da amostra, por diferença entre a massa da amostra úmida e a massa da mesma amostra seca. - Extração com KCl, 2 mol L-1: pesar cerca de 30 g da amostra de solo úmido e colocar em erlenmeyer de 250 mL. Adicionar 150 mL da solução de KCl a 2 mol L-1 e agitar a 220 rpm por 1 h. Filtrar o extrato ou deixar decantar por uma noite. Deve-se recuperar o volume de 150 mL da solução de KCl a 2 mol L-1. Se a análise não puder ser efetuada no mesmo dia da extração, armazenar os extratos em geladeira (no máximo por 1 semana). - Preparação da solução de ácido bórico + indicador: adicionar 200 mL da solução de indicadores a 10 L de solução de ácido bórico a 1%. Caso seja necessário, adicionar gotas de NaOH (0,1 mol L-1), de forma a se obter solução de cor violeta. Neste ponto o pH da solução está muito próximo do ponto de viragem de cor do indicador, ou seja, mínimas quantidades de amônia que chegarem à solução alterarão significativamente a cor da solução para verde-azulado (típica do indicador verde de bromocresol em meio alcalino). - Padronização do ácido sulfúrico para titulação: em 3 erlenmeyers de 125 mL, colocar 10 mL da solução de ácido bórico (indicador) e um volume conhecido da solução de TRIS. O volume a ser colocado depende da concentração de ácido escolhida para a titulação (normalmente utilizam-se 2 mL para soluções entre 0,005 mol L-1 e 0,02 mol L-1, que são as mais comuns nesta análise). Em seguida, procede-se à titulação, com bureta graduada. A concentração do ácido padronizado é calculada por meio da fórmula: Nac = NTRIS x VTRIS/Vac, em que Nac e Vac são a normalidade do ácido e o volume do ácido gasto na titulação do TRIS, cuja normalidade e cujo volume usados são expressos como NTRIS e VTRIS. - Procedimento de destilação: completar o volume do reservatório de água destilada do balão (5 L) na manta aquecedora. Adicionar uma porção de bolinhas de vidro previamente secas em estufa ao balão. Ligar a manta. Quando a produção de vapor se iniciar, ligar a torneira que fornece água ao condensador (C). Antes de iniciar a análise, preencher o balão (250 mL) de amostra (B), que compõem o sistema de análise, com álcool etílico. Colocar um erlenmeyer (E) na saída do condensador para coletar o álcool destilado. Destilar o álcool por 5 min. Repetir o processo com água destilada. Esse processo é feito para limpar o sistema, antes de se iniciarem as análises. Após a limpeza, faz-se a verificação do sistema quanto à recuperação de N. Inicia-se com a destilação de 80 mL de água destilada, coletando-se o destilado em erlenmeyer que contenha 10 mL de ácido bórico com indicadores (E). Nesse procedimento, após a colocação do extrato no balão do aparelho (B), adiciona-se uma medida de óxido de magnésio ao balão e imediatamente encaixa-se o balão no sistema. A destilação deve ser mantida até que o volume do coletado seja de 75 mL. Em seguida, retira-se o balão do aparelho, acrescenta-se a ele uma medida de liga de Devarda e imediatamente recoloca-se o balão de volta ao aparelho. Um novo erlenmeyer com 10 mL da solução de ácido bórico (indicador ) é colocado para coletar o condensado. A destilação com óxido de magnésio libera o N amoniacal que é coletado no ácido bórico e é quantificado após titulação com ácido sulfúrico. Na segunda etapa, a adição de liga de Devarda reduz o nitrato a amônio, que é arrastado pelo vapor, condensado e coletado no outro erlenmeyer com ácido bórico. Em seguida, repete-se o processo de destilação com o padrão de sulfato de amônio (transferir 10 mL da solução de 1 mg de N (NH4+ ou NO3-)/10 mL, e completar o volume do balão para 80 mL). Calcula-se a quantidade de N recuperado com a equação: mg de N = (Vac - Vb) x 14 x Nac, em que Vac e Nac são o mesmo referido anteriormente e Vb é o volume de ácido gasto com o branco, que no caso foi a água destilada. A partir desse procedimento, pode-se avaliar o funcionamento do aparelho. Caso a recuperação de N-NH4+ ou N-NO3- da solução de calibração seja inferior a 98% ou superior a 102%, a análise deve ser repetida. Uma vez feita essa avaliação preliminar, iniciar a análise dos brancos de KCl (filtrados se for o caso) e em seguida fazer a análise dos extratos das amostras de solo. - Após a análise de todas as amostras, fazer a limpeza do sistema com o álcool coletado no início do trabalho. - Cálculos: mEqac = (Vac – Vab) x Nac, em que mEqac = quantidade de miliequivalentes de ácido gasta na titulação da amostra, Vac = volume (mL) de ácido gasto na titulação da amostra, Vb = volume (mL) de ácido gasto na titulação do branco e Nac = normalidade do ácido. . Como as substâncias reagem equivalente a equivalente (mEqac = mEq da forma de N mineral titulada), a quantidade em mg de N (NH4+ ou NO3-) presente na alíquota de extrato analisada é igual ao miliequivalente-grama de N (14,007 mg) x mEqac, ou seja, N-NH4+ ou N- NO3- (mg) = 14,007 x Nac x Vac. . Para obter a concentração de N-mineral no extrato, basta dividir o resultado obtido no passo anterior pelo volume da alíquota usada na destilação (Val). Logo: N-NH4+ ou N-NO3- (mg.mL-1) = (14,007 x Nac x Vac)/Val. . Contudo, o objetivo principal da ánalise do solo é saber o teor de N no solo. Para isso, basta multiplicar a equação anterior pelo volume total de extrato utilizado na extração (Vt) somado ao volume de água preexistente na massa de amostra (Vaa) usada na extração (tomando como base a umidade da amostra determinada) e dividir o resultado pela massa do solo seco (Ps), em kg. Logo: N-NH4+ ou N-NO3- (mg.kg-1) = [(14,007 x Nac x Vac).Val-1] x (Vt + Vaa).Ps-1. OBSERVAÇÕES Para solos pobres em N (< 1 �g g-1), é necessário que maior quantidade de solo seja utilizada, o que exige maior tempo em cada determinação. O problema no aumento do tempo de destilação (> 5min, aproximadamente) está na interferência das substâncias orgânicas, que podem se hidrolisar e liberar NH4+, superestimando os resultados (Keeney & Nelson, 1982). 11. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA 11.1. PRINCÍPIO A condutometria mede a condutância elétrica de soluções iônicas. A condução da eletricidade através das soluções iônicas se dá pela migração de íons positivos e negativos com a aplicação de um campo eletrostático. As soluções de eletrólitos seguem a lei de Ohm, isto é, a corrente i é diretamente proporcional à força eletromotriz E e inversamente proporcional à resistência R do meio. A condutividade elétrica de uma solução iônica depende da concentração e da natureza das várias espécies iônicas presentes em solução. 11.2. MATERIAL E EQUIPAMENTOS Copo plástico de 100 mL. Bureta de50 mL. Bastão de vidro. Papel–filtro, comum. Pesa-filtro ou lata de alumínio. Dessecador. Funil. Estufa. Condutivímetro. 11.3. REAGENTES E SOLUÇÕES Solução de cloreto de potássio, 0,01 mol L-1: pesar 0,7456 g do sal previamente seco em estufa a 110ºC, dissolver em água destilada e completar o volume para 1 L. A condutividade elétrica desta solução é de 1,42 dS.m-1 a 25ºC (RAIJ et al., 2001). 11.4. PROCEDIMENTO O procedimento descrito aqui é um método indireto, que utiliza a terra fina (TFSA) e o extrato aquoso de 1:1 por filtração simples. - Umidade residual e fator “f”: Pesar 5 g de terra fina em pesa-filtro previamente tarado, transferir para estufa a 105°C e deixar durante uma noite. Retirar da estufa, colocar em dessecador e pesar com aproximação de 0,05 g. Em seguida, calcular a umidade residual e o fator de umidade, com as seguintes expressões: Umidade residual (%) = ( 5 – massa da amostra seca a 105ºC) x 20 e Fator “f” = 100 / (100 – umidade residual em %). - Porcentagem de água na pasta de saturação: pesar 50 g de terra fina em copo plástico de 100 mL. Adicionar, pouco a pouco, água destilada contida em uma bureta de 50 mL, agitando com bastão de vidro. Após, concluir a operação quando a pasta se tornar fluida e com a superfície espelhada. Anotar o volume gasto e calcular a porcentagem de água na pasta de saturação com a seguinte expressão: Água na pasta saturada (%) = mL de água gastos x 2 x “f”, Valor 2 - utilizado para corrigir o volume gasto de água para 100 g de amostra. - Condutividade elétrica (CE) no extrato aquoso 1:1: Após anotar o volume gasto para se obter o extrato de saturação, continuar adicionando água até o volume total de 50 mL (extrato 1:1). Em seguida, agitar esporadicamente e deixar em repouso por uma noite. Filtrar em papel-filtro comum e utilizar o filtrado mesmo sendo turvo para medir a CE na ponte de condutividade. Medir a temperatura do extrato e ajustar o condutivímetro para essa temperatura. Aferir a leitura do aparelho com solução de KCl a 0,01 mol L-1 (CE de 1,4 dS.m-1 a 25ºC). Calcular o valor da CE correspondente ao extrato de saturação com a seguinte expressão: CE no extrato de saturação (dS.m-1 a 25ºC) = CE no extrato 1:1 x 100 / água na pasta saturada (em %). Para ajustar o valor calculado da capacidade de troca catiônica (CTC) a valores mais próximos do real (CTCaj, em mmolc.dm-3), descontando os cátions que se encontram como sais solúveis na solução do solo, utiliza-se a seguinte equação, considerando que 10 x CE (dS.m-1) = mmolc de cátions por litro do extrato (RICHARDS, 1954): CTCaj = CTC – (0,1 x CE no extrato de saturação x água na pasta saturada, em %). 12. ANÁLISE FÍSICA 12.1. ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DO SOLO (MÉTODO DA PIPETA) 12.1.1. PRINCÍPIO Baseia-se na dispersão química, com solução de hexametafosfato de sódio ou hidróxido de sódio, e física (agitação mecânica) dos agregados ou unidades estruturais em partículas primárias (areia, silte e argila), seguida da combinação de tamisação e processo de sedimentação, para posterior quantificação proporcional de cada partícula, em g.kg-1. A fração de areia grossa (θ = 2,0 a 0,2 mm) e a fração de areia fina (θ = 0,2 a 0,05 mm) são separadas por tamisação. A fração de argila (θ < 0,002 mm) é separada pelo princípio da lei de Stokes (STOKES, 1851), a qual admite que a sedimentação e a resistência são inteiramente devidas à viscosidade do líquido, que as partículas são lisas e esféricas e que não há nenhuma interação entre as partículas na solução. A fração de silte (θ = 0,05 a 0,002 mm) é obtida por diferença. 12.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Agitador elétrico de haste vertical. Estufa. Dessecador. Pipetador de borracha. Balança analítica. 12.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) dispersante químico − solução de hidróxido de sódio (naoh, 1 mol l-1): pesar 40 g do naoh e dissolver em água destilada e completar o volume para 1 l. b) dispersante químico − solução de hexametafosfato de sódio (na4p2o7⋅10 h2o): pesar 35,7 g do hexametafosfato, dissolver em água contida em balão de 1 l, adicionar 7,94 g do carbonato de sódio anidro e completar o volume. c) álcool a 60%: diluir 600 ml de álcool etílico 98ºgl em água até completar 1 l. aferir a solução com alcoômetro. d) água oxigenada a 30 volumes − obtida no comércio. e) solução de hcl a 10% - diluir 100 ml de hcl concentrado em água e completar o volume para 1 l. 12.1.4. PROCEDIMENTO - Transferir 20 g de TFSA em copo plástico de 250 mL, adicionar 100 mL de água destilada e 10 mL de solução de carbonato de sódio ou 10 mL de dispersante químico. Agitar com bastão de vidro e deixar em repouso durante uma noite, cobrindo o copo com vidro de relógio. - Transferir o conteúdo para copo metálico do agitador elétrico com o auxílio de pisseta com água destilada, deixando o volume em torno de 300 mL. Colocar o copo no agitador e proceder à agitação durante 15 min para solos argilosos e de textura média e durante 5 min para os arenosos. Na dúvida, agitar por 15 min. - Passar o conteúdo em peneira de 20 cm de diâmetro e malha de 0,053 mm, colocada sobre um funil apoiado em um suporte, tendo logo abaixo uma proveta de 1 L. Lavar o material retido na peneira e completar o volume do cilindro até o aferimento. Transferir a fração de areia (grossa e fina) para lata de alumínio numerada e de massa conhecida e colocar na estufa. Após secagem, deixar esfriar e pesar com aproximação de 0,05 g. - Preparar prova em branco (PB), transferindo para proveta de 1 L a mesma quantidade de dispersante (10 mL de solução com 1 mol L-1 de hidróxido de sódio ou solução de hexametafosfato de sódio) utilizado no copo de plástico de 250 mL e completar com água. Medir a temperatura da prova em branco e da amostra e determinar o tempo de sedimentação (Tabela 1). - Agitar a suspensão com a amostra de solo durante 20 seg com bastão cuja extremidade inferior possua um disco plástico de diâmetro um pouco menor do que o do cilindro ou da proveta e com vários furos. Marcar o tempo após concluir a agitação. A sedimentação deve ocorrer sob temperatura constante e livre de qualquer agitação. - Passado o tempo de sedimentação (Tabela 1), introduzir, cuidadosamente, para evitar turbulência, pipeta de 50 mL com pipetador automático de borracha no centro da proveta até a profundidade de 5 cm, e coletar a suspensão. Transferir para cápsula de porcelana ou béquer numerado e de massa conhecida, juntamente com a porção de água destilada proveniente da lavagem interna da pipeta. Repetir essa operação para a prova em branco. Colocar a cápsula na estufa a 105ºC e deixar secar completamente. Retirar, colocar em dessecador, deixar esfriar e pesar com aproximação de 0,0001 g. - Calcular os valores das frações de acordo com as seguintes expressões: teor de areia (g.dm-3) = areia em gramas x 5 000, teor de silte (g.dm-3) = 10.000 – (argila em gramas + areia em gramas) e teor de argila (g.dm-3) = [(argila em gramas + PB)] – [PB x 10.000], em que PB = prova em branco ou fator de correção do dispersante (em gramas). Tabela 1. Tempo de sedimentação para a coleta da fração de argila (θ < 0,002 mm) com pipeta à profundidade de 5 cm. Temperatura (ºC) Tempo de sedimentação Temperatura (ºC) Tempo de sedimentação 10 5h 11’ 23 3h 43’ 11 5h 03’ 24 3h 38’ 12 4h 55’ 25 3h 33’ 13 4h 47’ 26 3h 28’ 14 4h 39’ 27 3h 24’ 15 4h 33’ 28 3h 19’ 16 4h 26’ 29 3h 15’ 17 4h 20’ 30 3h 10’ 18 4h 12’ 31 3h 07’ 19 4h 06’ 32 3h 03’ 20 4h 00’ 33 2h 58’ 21 3h 54’ 34 2h 55’ 22 3h 48’ 35 2h 52’ OBSERVAÇÕES 1. Se após proceder à dispersão da amostra de solo, com adição de NaOH e agitação mecânica, for observada rápida queda da fração de argila, ou seja, a suspensão passa de turva para clara em até 30 min, é necessário que se faça pré-tratamento para auxiliar na dispersão da amostra. Inicialmente, tenta-se a dispersão aplicando-se 10 mLde hexametafosfato de sódio. Se persistir o problema, adicionar 10 mL de HCl a 10% à amostra original e agitar com bastão de vidro até quando não se observar mais efervescência. Cobrir com vidro de relógio e deixar em repouso uma noite. Adicionar mais 5 a 10 mL do ácido e verificar a ausência de efervescência. Transferir a amostra para funil de vidro com papel-filtro. Lavar a amostra com água até que uma pequena porção do filtrado não apresente reação de cloretos pelo nitrato de prata. Colocar o papel-filtro com a amostra numa bandeja para secar ao ar. Homogeneizar a amostra e, em seguida, pesar a quantidade necessária para a análise granulométrica. 2. Para solos ricos em matéria orgânica (teor > 50 g kg-1, coloração escura), colocar 50 g de solo em cápsula de porcelana, adicionar um pouco de água e porções sucessivas de água oxigenada a 30 volumes (5 a 10 mL). Agitar com bastão de vidro e verificar a reação efervescente. Suspender a adição da água oxigenada, cobrir a cápsula com vidro de relógio e deixar em repouso durante uma noite. Repetir a operação até total finalização de reação. Colocar a cápsula para secar em estufa entre 50oC e 60ºC e depois adicionar uma última quantidade de água oxigenada (5 mL). Passar a amostra para funil de vidro com papel-filtro e lavar várias vezes com água (3 a 5 vezes). Secar a amostra ao ar, homogeneizar e pesar a quantidade necessária para a análise granulométrica. 3. Para separar a areia fina da areia grossa, proceder da seguinte maneira: lavar a areia retida na peneira de 0,053 mm com jato forte de água. Com o auxílio de pisseta, cuidadosamente, transferir a fração de areia (grossa + fina) para recipiente de alumínio de massa conhecida e levar para estufa a 105ºC. Após secagem completa, colocar o recipiente com a fração de areia (grossa + fina) em dessecador para resfriar e, em seguida, pesar com aproximação de 0,05 g. Após pesagem, passar a fração de areia para peneira com malha de 0,2 mm (no 70), sobre recipiente de metal de mesmo diâmetro (normalmente fornecido pelo fabricante das peneiras) e separar a areia grossa. Passar a areia fina para um recipiente de alumínio previamente tarado e proceder à pesagem. 12.2. CAPACIDADE DE RETENÇÃO DE ÁGUA DO SOLO 12.2.1. PRINCÍPIO Também denominada de umidade obtida no aparelho extrator de Richards (RICHARDS, 1941), esta análise se baseia na aplicação de diferentes tensões em amostras de solo saturadas, até que elas parem de perder água, sendo possível, assim, construir um gráfico relacionando a umidade da amostra com a tensão aplicada no aparelho, conhecida como curva característica de retenção de umidade do solo. 12.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Aparelho extrator de Richards. Placa de cerâmica de 0,1; 0,3 e 1,5 MPa. Compressor. Estufa. Balança analítica. 12.2.3. PROCEDIMENTO - Pode-se utilizar amostras indeformadas e deformadas. Para amostras deformadas (TFSA), distribuir anéis de PVC de 5 cm de comprimento e 1 cm de altura na placa porosa e transferir 25 a 30 g de TFSA para o interior dos anéis. Compactar levemente com auxílio da base lisa de um recipiente de mesmo diâmetro. Adicionar água na placa de cerâmica até que o nível desta fique bem próximo da borda do anel de PVC. Deixar as amostras nessas condições até completa saturação, geralmente durante uma noite. - As amostras indeformadas também devem ser saturadas. Para isso, retirar a tampa da parte superior, colocar tecido do tipo morim na borda cortante do cilindro (parte inferior), prender com elástico e colocar em bandeja com água por 24 h. - Após a saturação das amostras, retira-se os cilindros da bandeja e deixa-se escorrer o excesso de água. Em seguida pesa-se o cilindro e anota-se o valor que vai caracterizar a porcentagem de saturação. - Colocar a placa de cerâmica de 0,1 MPa por cerca de 2 h para saturar, depois introduzi-la no aparelho extrator de Richards, apertar bem os parafusos e abrir os reguladores de pressão gradativamente até que o manômetro acuse 0,006 Mpa. - Quando cessar a drenagem, descarregar a pressão, abrir o aparelho, retirar as amostras e pesar. Esse valor é a base do cálculo para o primeiro ponto da curva. - Retornar a amostra ao aparelho sobre a placa de 0,1 MPa e regular a pressão para 0,01 Mpa. Repetir essas operações, até a última pressão de 1,5 Mpa, em que, para as tensões de 0,5, 1 e 1,5 Mpa, utilizar placa de 1.5 Mpa. - Após pesar o cilindro retirado da última pressão (1,5 MPa), pesa-se o elástico que prendia o tecido de morim. - Levar o cilindro para a estufa a 1050C e, no dia seguinte, pesar o cilindro com a amostra seca. - Retirar a amostra do cilindro e pesar o cilindro vazio mais o pedaço de tecido de morim. - Calcular a umidade obtida em cada tensão aplicada com a seguinte expressão: .Em p/p - Umidade (MPa) = 100 (a - b) e b .Em p/v - Umidade (MPa) = 100 (a - b), v em que a = massa da amostra após ser submetida à pressão utilizada: 0,01; 0,033; 0,1; 0,5; 1 ou 1,5 Mpa, b = massa em gramas da amostra seca a 105oC e v = volume em centímetros cúbicos do cilindro = pi.r2.h. OBSERVAÇÃO O uso de amostras indeformadas é mais recomendável, pois essas preservam a estrutura do solo, o que interfere na retenção de água, especialmente nas tensões abaixo de 1,5 Mpa, quando se deseja calcular a macroporosidade, a microporosidade e a capacidade de armazenamento de água disponível (CAD). 12.3. DENSIDADE DO SOLO 12.3.1. PRINCÍPIO A densidade do solo ou densidade aparente relaciona a massa do solo ao volume ocupado por essa massa mais seu espaço poroso. Dessa forma, o método do anel volumétrico baseia-se na coleta de amostras com estrutura indeformada utilizando um anel de aço de bordas cortantes, cujo volume interno é, em geral, de 50 cm3, conhecido como anel de Kopecky, podendo também se utilizar outro anel de volume similar. 12.3.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Estufa. Balança analítica. Anel de Kopecky ou cilindro volumétrico com instrumento guia. 12.3.3. PROCEDIMENTO - As amostras podem ser coletadas pela superfície do solo ou, dentro de uma trincheira, na face do horizonte do solo. - Limpar a superfície com faca ou espátula, posicionar o cilindro no solo e acoplar o instrumento guia. - Inserir o cilindro no solo martelando sutilmente o instrumento guia, até que o solo saia 3 mm do cilindro. - Para retirar o cilindro, escavar com excesso de solo nas extremidades do cilindro. - Cuidadosamente, aparar as extremidades do cilindro, retirando o excesso de solo com faca ou espátula, - Transferir o conteúdo (amostra de solo) do cilindro para saco plástico ou recipiente limpos. - Transferir a amostra para recipiente de alumínio numerado e de massa conhecida. Colocar na estufa a 105ºC e, após 24 a 48 h, retirar, deixar esfriar e pesar. - Após determinar o volume do cilindro, calcular a densidade do solo com a seguinte expressão: Densidade do solo (kg.dm-3) = a/b, em que a = massa da amostra seca a 105 ºC (kg) e b = volume do anel ou cilindro (dm3). OBSERVAÇÃO 1. Se após a retirada da amostra for observado que a massa do solo não preencheu totalmente o anel, repetir a amostragem. 2. Verificar, após a retirada da amostra do anel volumétrico, a eficiência da amostragem e registrar, se for o caso, a presença do enrugamento na extremidade da amostra, presença de raízes ou canais. 3. Pelo fato de os solos apresentarem alta variabilidade no campo, a densidade varia consideravelmente, especialmente onde poros maiores ocorrem. Assim, recomenda-se várias repetições (Rowell, 1994). 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABREU, C.A.; ABREU, M.F.; RAIJ. B. VAN; BATAGLIA, O.C.; ANDRADE, J.C. 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Assim, a análise desse recurso natural tem sido conduzida em diversos laboratórios da Embrapa, visando conhecer suas características químicas antes de utilizá-la para os mais variados fins. Além disso, o interesse em analisar a água vem crescendo ultimamente com a necessidade de se proteger o ambiente de determinado tipo de poluição ou degradação (GREENBERG ET AL., 1992; HUNT & WILSON, 1995). Aqui são apresentados e descritos os procedimentos mais comumente adotados nas Unidades da Embrapa. 2. pH 2.1. Princípio O pH de uma solução se baseia na atividade dos íons de hidrogênio presentes na solução e é definido como – log [H+]. ___________________________________________________________________________ 1Embrapa Pecuária Sudeste; 2Embrapa Solos; 3Embrapa Agrobiologia; 4Embrapa Meio Ambiente; 5Embrapa Acre; 6Embrapa Milho e Sorgo; 7Embrapa Soja; 8Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, USP; 9Embrapa Cerrados; 10Embrapa Amazônia Oriental; 11Embrapa Roraima; 12Embrapa Agropecuária Oeste 2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Potenciômetro. Eletrodo de vidro combinado. 2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) padrão de ph = 4,01 (ou tampão 4,01): uso de solução comercial ou, em béquer, pesar exatamente 1,4189 g de na2hpo4 (previamente seco) e 1,3601 g de kh2po4. dissolvê-los em água e, em balão volumétrico, completar com água destilada até 1 l. manter sob refrigeração (4ºc). b) padrão de ph = 7,00 (ou tampão 7,00): uso de solução comercial ou, em béquer, pesar exatamente 5,1054 g de ftalato ácido de potássio ou biftalato de potássio. dissolvê-lo em água e, em balão volumétrico, completar com água destilada até 1 l. manter sob refrigeração (4ºc). c) solução de kcl, 3 mol l-1, saturada com agcl: dissolver 22,363 g de cloreto de potássio em cerca de 80 ml de água destilada e adicionar cerca de 0,07 g de nitrato de prata (agno3) e completar para 100 mL. Ocorre a formação de um precipitado. Guardar em ambiente escuro. 2.4. PROCEDIMENTO - Lavar o eletrodo com água destilada, usando depois um papel absorvente para retirar a água, sem atritar o papel no eletrodo. - Calibrar o potenciômetro com os padrões de pH, de acordo com normas do fabricante do equipamento. - Transferir parte da amostra para um béquer, evitando a agitação da amostra (para evitar absorção de gases e, assim, variação do pH) e colocar o eletrodo de vidro. Esperar a estabilidade da resposta (se o potenciômetro não fizer compensação automática da temperatura, medi-la e ajustar o aparelho) e fazer a leitura. Evitar que o bulbo do eletrodo toque nas paredes ou no fundo do béquer. OBSERVAÇÕES 1. Remova a tampa que cobre o respiro apenas durante a medida, mantendo-o tampado quando em repouso. 2. O nível da solução do eletrodo de referência deve ser mantido próximo ao respiro (0,5 − 1 cm abaixo). Completar, se necessário, com KCl a 3 mol L-1 saturado com AgCl. 3. A resposta do eletrodo deve ser superior a 95% da resposta teórica. Alguns aparelhos fornecem a estabilidade do eletrodo (“drift”) e valores aceitáveis estão na faixa de ± 2 mV/min. 4. Amostras que contém sulfeto tendem a afetar o diafragma (que faz contato elétrico entre o eletrodo de referência e a solução); quantomenor for o teor de sais dissolvidos, mais lenta será a resposta do eletrodo. 3. CÁLCIO E MAGNÉSIO 3.1.PRINCÍPIO Baseia-se na determinação de teores de cálcio e de magnésio dissolvidos em amostras de água, em espectrofotômetro de absorção atômica. 3.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Espectrofotômetro de absorção atômica. 3.3. REAGENTES E SOLUÇÕES - Solução de lantânio a 10%: pesar em béquer 117 g de óxido de lantânio (La2O3), umedecer com água e adicionar aos poucos 500 mL de HCl concentrado, em capela. Após esfriar, completar o volume com água para 1 L. - Solução de lantânio a 1,1%: medir 11 mL da solução de lantânio a 10% e diluir com água para 100 mL. 3.4. PROCEDIMENTO - As determinações são efetuadas em espectrofotômetro de absorção atômica. Em 10 mL das amostras e da curva de calibração (0,0 e 1,0 mg L-1 de Ca e Mg) é adicionado 1 mL da solução de lantânio a 1,1%, resultando em concentração final de 1.000 mg L-1 de La nos extratos de leitura. Os resultados são expressos em mg L-1. 4. SÓDIO E POTÁSSIO 4.1.PRINCÍPIO Quando uma solução que contém diversas substâncias é atomizada e as minúsculas partículas da solução são projetadas sobre uma chama, há excitação dos átomos, isto é, há deslocamento de certos elétrons a níveis energéticos mais elevados; quando os átomos voltam ao seu nível energético natural, há emissão da energia absorvida na forma de radiação. Os átomos excitados do elemento de interesse emitem luz em certos comprimentos de onda discretos e característicos do elemento. A radiação de comprimento de onda de interesse é separada da radiação emitida remanescente e sua intensidade é medida. Essa medida de intensidade pode ser relacionada diretamente com a concentração do elemento de interesse, comparando-se a intensidade medida com uma curva de calibração. 4.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Fotômetro de chama. Vidrarias. Pipetas volumétricas. 4.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Solução 1000 mg L-1 de potássio: dissolver 1,9067 g de KCl, p.a., seco em estufa a 100ºC por 2 h, e completar o volume a 1000 mL com água. Armazenar em frasco de polietieno sob refrigeração. c) Curva de calibração de potássio: em balões volumétricos de 100 mL, transferir 0,0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 mL da solução 1000 mg L-1 K, completando o volume com água desionizada. Essas soluções contêm, respectivamente, 0,0, 5,0, 10,0, 15,0 e 20,0 mg.L-1 de K. d) Solução 1000 mg L-1 de sódio: dissolver 2,5421g de NaCl, p.a., seco em estufa a 100ºC por 2 h, completando o volume a 1000 mL com água. Armazenar em frasco de polietieno sob refrigeração. e) Curva de calibração de sódio: em balões volumétricos de 100 mL, transferir 0,0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 mL da solução 1000 mg L-1 Na, completando o volume com água desionizada. Essas soluções contêm, respectivamente, 0,0, 5,0, 10,0, 15,0 e 20,0 mg.L-1 de Na. 4.4. PROCEDIMENTO A determinação de Na e K deverá ser realizada diretamente nas amostras de água. Calibrar o fotômetro de chama com os pontos 0 e 20 mg L-1 de K da curva de calibração. Quando da estabilização do aparelho, iniciar as leituras da curva de calibração e das amostras. O mesmo procedimento deverá ser feito para a determinação de Na. Observações: 1. Os teores de Na e K nas amostras são obtidos a partir da relação entre a porcentagem de emissão x concentração. 2. Para facilitar o trabalho, pode-se preparar curva de calibração mista (K e Na). 3. O espectrômetro de absorção atômica deverá ser preferencialmente utilizado no modo “emissão”. Porém, os custos serão mais elevados, em função da utilização de acetileno em lugar de propano (fotômetro de chama). 4. ICP OES apresenta maior sensibilidade, podendo ser vantajoso seu emprego em caso de análises multielementares. 5. ALCALINIDADE TOTAL 5.1. PRINCÍPIO A alcalinidade total baseia-se na concentração total de hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos dissolvidos e determinados por titulometria com solução-padrão de ácido clorídrico. 5.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Microbureta ou bureta de pistão. 5.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de ácido clorídrico, 0,05 mol L-1: em capela, diluir cerca de 4,2 mL de ácido clorídrico concentrado, em 100 mL de água destilada, e completar para 1 L. b) Solução indicadora de vermelho de metila: dissolver 0,2 g de vermelho de metila em 60 mL de etanol e diluir com água destilada até 100 mL. c) Solução indicadora de fenolftaleína: dissolver 1 g de fenolftaleína em 60 mL de etanol p.a. e completar o volume para 100 mL com água destilada. d) Solução indicadora de alaranjado de metila: dissolver 0,2 g de alaranjado de metila em água destilada quente, esfriar, filtrar se necessário e diluir para 100 mL. 5.4. PROCEDIMENTO - Padronização: lavar a microbureta internamente uma ou duas vezes com a solução de ácido clorídrico a ser padronizada. Pesar entre 0,08 e 0,1 g de tetraborato de sódio (Na2B4O7⋅10H2O), anotando exatamente a massa pesada, e transferir quantitativamente para béquer de 50 mL usando cerca 20 mL de água destilada. Adicionar de 3 a 5 gotas de solução indicadora de vermelho de metila, manter com agitação moderada constante e titular até mudança de cor do amarelo para o rosa-claro. No caso de se utilizar bureta de 25 ou 50 mL, aumentar a massa de bórax para 0,4 a 0,5 g. - A concentração do ácido (em mol L-1) é dada pela equação: CHCl = Mborax x 5,2433/ VHCl, em que Mborax = massa exata de bórax (g) e VHCl = volume de HCl gasto na titulação (mL). - Determinação da alcalinidade total: em béquer de 250 mL, colocar alíquota de 100 mL de amostra e de 3 a 5 gotas de fenolftaleina. Se a solução ficar vermelha, titular até a viragem para incolor. Adicionar, então, de 3 a 5 gotas de alaranjado de metila e continuar a titulação até a viragem do amarelo para o alaranjado. A alcalinidade total (expressa em mg L-1 ) é calculada pela equação: C = (5 x 104 x CHCl/Vamostra) x Vtit, em que CHCl = concentração da solução padrão do ácido clorídrico, Vamostra = volume de amostra utilizado e Vtit = volume total de ácido consumido na titulação. OBSERVAÇÕES 1. Este parâmetro é usado, juntamente com o pH e a dureza da água, para avaliação de características corrosivas ou incrustantes da amostra. 2. A padronização com bórax é mais prática do que com carbonato de sódio, pois nesta última é necessária uma etapa de aquecimento para eliminação do CO2 formado. 3. Variar o volume de amostra, se necessário. 4. Para a determinação precisa em águas com alcalinidade abaixo de 200 mg L-1 de CaCO3, é recomendável o uso de métodos potenciométricos com detecção do ponto de inflexão pelo método de Gran, por exemplo, uma vez que nesse caso o pH do ponto de inflexão (ponto final ou ponto de viragem) é função da própria alcalinidade do meio. 6. CONDUTIVIDADE ELÉTRICA 6.1. PRINCÍPIO A condutividade elétrica é a medida da capacidade da solução de conduzir corrente elétrica. Ela depende dos tipos de íons presentes e de suas concentrações, assim como da temperatura da solução. Na análise de águas, fornece indicação da concentração total de íons em solução. 6.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Condutivímetro e célula condutivimétrica (eletrodos). 6.3. REAGENTES E SOLUÇÕES Solução de referência de KCl, 0,01 mol L-1: dissolver 0,7456 g de cloreto de potássio (seco por um noite a 110oC e guardado em dessecador até atingir a temperatura ambiente) em água destilada e diluir para 1 L. Esta solução tem condutividade elétrica de 1,42 dS.m-1 a 25oC. 6.4. PROCEDIMENTO - Calibração do aparelho: colocar a célula condutivimétrica em um pequeno béquer que contenha a solução de referência de KCl e esperar a estabilização da leitura (cerca de 20 seg). Para condutivímetros com compensação manual de temperatura, medi-la e ajustar o aparelho para a temperatura correspondente. Ajustar o aparelho para a condutividade da soluçãode referência. - Determinação da conduvidade elétrica: colocar a célula condutivimétrica recém-lavada com água destilada em um pequeno béquer que contenha a amostra, esperar a estabilização do sinal e fazer a leitura diretamente. OBSERVAÇÕES 1. Quando não estiver sendo utilizada, a célula deve ser mantida em água destilada. 2. Para o uso de solução de referência de KCl em outra concentração, deve ser consultada uma tabela para verificação da condutividade elétrica dessa nova solução, uma vez que a correlação entre condutividade e concentração de KCl não é linear. 7. OXIGÊNIO DISSOLVIDO (OD) 7.1. PRINCÍPIO A determinação de oxigênio dissolvido baseia-se na oxidação de Mn(II) pelo oxigênio do ambiente, levando à formação de um precipitado de óxido de Mn(IV). Este é, então, redissolvido e reduzido pelo iodeto em meio ácido, formando iodo, sendo em seguida quantificado com tiossulfato de sódio (método de Wincler). 7.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Frascos (150 − 300 mL) especiais para OD. Microbureta ou bureta de pistão, com precisão igual a pelo menos ± 0,05 mL. 7.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de sulfato manganoso: dissolver 182,7 g de MnSO4⋅H2O (ou 200,7 g de MnSO4⋅2H2O ou 236,7 g MnSO4⋅4H2O) em água destilada (recém-fervida) e diluir para 500 mL. b) Solução de iodeto-azida: dissolver 500 g de NaOH e 150 g de KI em cerca de 900 mL de água destilada, resfriar em banho de água ou gelo, adicionar 10 g de azida sódica (NaN3) dissolvida em 40 mL de água destilada e diluir para 1 L. Descartar quando esta solução diluída e acidificada ficar azul com algumas gotas de solução de amido. c) Solução-estoque de tiossulfato, 0,25 mol L-1: dissolver 62,05 g de tiossulfato de sódio (Na2S2O7⋅5H2O), acrescentar 1 mL de clorofórmio e diluir para 1 L. d) Solução de tiossulfato de sódio, 0,0125 mol L-1: retirar alíquota de 50 ml da solução- estoque de tiossulfato a 0,25 mol L-1 , acrescentar 1 ml de clorofórmio e diluir para 1 l. e) Solução de amido: dissolver 0,5 g de amido num pouco de água destilada e adicionar a 50 ml de água destilada fervente. Manter o aquecimento até se obter solução límpida. Descartar a solução de amido quando se apresentar turva ou com fungos. Alternativamente, pode-se adicionar 0,1 g de ácido salicílico como preservativo. f) Solução-padrão de dicromato de sódio, 0,0125 mol L-1: dissolver 0,61218 g de K2Cr2O7 (previamente seco por 2 h e guardado em dessecador até esfriar) e completar para 1 L. g) Solução-padrão de iodato de potássio, 0,0250 mol L-1: dissolver 0,8917 g de iodato de potássio (KIO3 seco a 120oC por 1 h) em água destilada e completar para 1 L. Manter em frasco de vidro âmbar e sob refrigeração. 7.4. PROCEDIMENTO - Amostragem: a amostra de água é transferida de uma garrafa coletora (do tipo Kermmerer ou Van Dorn) para o frasco de OD por meio de mangueira, imersa, sem muita agitação e deixando transbordar 2 a 3 vezes o volume do frasco. Adiciona-se 1 mL de solução de sulfato manganoso e 1 mL de solução de iodeto-azida. O frasco deve ser fechado sem guardar bolhas de ar. - Padronização do tiossulfato de sódio: Método 1 – com dicromato de potássio: dissolver 1 g de iodeto de potássio em erlemmeyer com 100 mL de água destilada e adicionar (com cuidado!) cerca de 1 mL de ácido sulfúrico concentrado (ou 20 mL de ácido sulfúrico a 1,8 mol L-1) e 10 mL de solução-padrão de dicromato de potássio a 0,0125 mol L-1, tampar e manter em repouso no escuro por 5 min. Adicionar mais cerca de 100 mL e titular com a solução de tiossulfato a ser padronizada até se obter solução amarelo-clara. Acrescentar algumas gotas de amido e continuar a titular até o desaparecimento da cor azul. Calcular a média do volume gasto (em mL) de duas ou três repetições: Nefetiva = Ndicrom x Vdicrom/Vgasto = 0,125/Vgasto f = Nefetiva/Nnominal ∴ f = 10 mL/Vgasto. Método 2 − com iodeto de potássio: similar ao método 1, substituindo, porém, os 10 mL da solução-padrão de dicromato de sódio por exatos 5 mL da solução de iodato de sódio a 0,025 mol L-1. Nefetiva = 0,125/Vgasto ∴ f = 10 mL/Vgasto. - Determinação de OD: adicionar 1,0 mL de ácido sulfúrico concentrado (com cuidado, sem produzir bolhas), tampar e agitar para dissolver o precipitado. Deixar em repouso no escuro por cerca de 20 min, retirar alíquotas de 50 mL e titular com a solução de tiossulfato de sódio 0,0125N até ocorrer coloração amarelo-clara. Acrescentar algumas gotas de amido e continuar a titulação, até o desaparecimento da cor azul. - Cálculos: O2 (mg L-1) = (Ntio x Vtio/Valíquota) x 7,9994 x 103 = 2f x Vtio, em que f = fator determinado na padronização do tiossulfato de sódio e Vtio = média do volume gasto de tiossulfato de sódio a 0,0125 mol L-1 em duas ou três repetições. OBSERVAÇÕES 1. Procedimento aplicável para amostras com teores de O2 dissolvido superiores a 0,1 mg L-1 e teores de Fe(III) e Fe(II) inferiores a 200 mg L- 1 e 1,0 mg L-1, respectivamente. Outros oxidantes e redutores fortes, amostras com alcalinidade elevada e matéria orgânica facilmente oxidável apresentam interferências. 2. A amostragem deve ser realizada de forma a não haver movimentação brusca da água,de forma a evitar o aumento na oxigenação. 8. DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO (DQO) 8.1.PRINCÍPIO Baseia-se no teor de substâncias oxidáveis pelo ácido permangânico, que fornece um indicativo do consumo de oxigênio necessário para oxidar todas essas substâncias. 8.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Chapa aquecedora. Bureta graduada. 8.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução de oxalato, 0,05 mol L-1: pesar 6,70 g de oxalato de sódio (Na2C2O4) previamente seco em estufa a 105°C durante aproxim adamente 2 h. Dissolver em água quente, esfriar e completar o volume para 1 L. Armazenar em frasco de polietileno. b) Solução de KMnO4, 0,02 mol L-1: dissolver 3,2 g de permanganato de potássio (KMnO4) em água recentemente fervida, deixar esfriar em temperatura ambiente e completar o volume para 1 L. Ferver a solução durante 1 h e deixar em repouso durante aproximadamente 24 h. Filtrar em fibra de vidro (isenta de materiais redutores) e padronizar com a solução de oxalato 0,05 mol L-1. Armazenar em frasco de vidro escuro ou recoberto com papel alumínio. Padronizar periodicamente. c) Solução de KMnO4, 0,0025 mol L-1: medir 125 mL da solução de permanganato a 0,02 mol L-1 e diluir para 1 L com água recentemente fervida e esfriada em temperatura ambiente. Armazenar em frasco de vidro escuro. Preparar semanalmente. d) Solução de oxalato 0,0062 mol L-1: medir 125 mL da solução de oxalato a 0,05 mol L-1 e diluir com água para 1 L. 8.4. PROCEDIMENTO - Medir 100 mL das amostras e transferir para erlenmeyer de 500 mL. Adicionar 10 mL de H2SO4 e 10 mL da solução de KMnO4 a 0,0025 mol L-1. - Fazer prova em branco completa com água desionizada. - Aquecer os erlenmeyers em chapa, durante 15 min após o início da ebulição. Caso o permanganato descore, repetir a digestão, utilizando maior quantidade de KMnO4 a 0,0025 mol L-1. - Em seguida, adicionar em cada erlenmeyer 10 mL da solução de oxalato a 0,0062 mol L-1. - Titular em seguida com a solução de KMnO4 a 0,0025 mol L-1, até o aparecimento da primeira coloração rósea persistente por mais de 15 seg. Cada mL gasto da solução de KMnO4 a 0,0025 mol L-1 equivale a 1 mg L-1 de oxigênio consumido, devendo-se subtrair a leitura do branco. OBSERVAÇÕES 1. Seu teor é superior à DBO, que indica o consumo de oxigênio causado pela ação bacteriana. 2. Este parâmetro expressa apenas a estimativa do consumo de oxigênio. Assim, não é possível saber com precisão se essas substâncias viriam a ser oxidadas na água em análise. 9. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GREENBERG, A.E.; CLESCERI, L.S.; EATON, A.D. Standard methods for the examination water and wastewater, 18.ed.. Washington, DC: American Public Health Association, AmericanWater Works Association, American Environment Federation, 1992. Paginação irregular. HUNT, D.T.E.; WILSON, A.L. The chemical analysis of water: general principles and techniques. 2.ed. Gateshead: The Royal Society of Chemistry / Athaenaeum Press Ltd., 1995. 683p. ANEXO Fatores de conversão usados para adequação dos valores das análises de solo e tecido vegetal, entre as unidades de medida tradicionais e do Sistema Internacional (SI). Variável Unidade de medida Tradicional Para converter para Unidades SI, multiplicar por: cmolc dm-3 Mmolc dm-3 Mg dm-3 g kg-1 mg kg-1 Al, Ca e Mg meq 100cm-3 1 10 - - - K meq 100cm-3 1 10 391 - - P, K, B, Cu, Fe, Mn, Zn ppm - - 1 - - Acidez potencial (H+Al), Soma de bases, CTC efetiva (t) e potencial (T) meq 100cm-3 1 10 - - - Matéria orgânica % - - - 10 - Granulometria (areia, silte e argila) % - - - 10 - N, P, K, Ca, Mg, S % - - - 10 - B, Cu, Fe, Mn, Zn ppm - - - - 1 CAPÍTULO 8 - TECIDO VEGETAL Ana Rita A. Nogueira1 Areolino de Oliveira Matos2 Ciríaca A. F. de Santana do Carmo3, Coordenadora Daví J. Silva4 Flávio Lages Monteiro5 Gilberto Batista de Souza1 Gilson Villaça Exel Pitta6 Gonçalo Mourão Carlos7 Henrique de Oliveira8 José Aniíbal Comastri Filho9 Mario Miyazawa10 Waldemar de Oliveira Neto11 1. INTRODUÇÃO Os teores dos elementos N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cl, Cu, Fe, Na, Mn, Mo e Zn, encontrados nos tecidos vegetais, constituem um dos parâmetros mais eficientes para avaliar o estado nutricional das plantas. As análises químicas do tecido vegetal, em conjunto com a análise de solo, são amplamente utilizadas na agricultura para diagnóstico do estado nutricional das plantas, constituindo um dos mais valiosos instrumentos de auxílio na recomendação de um programa racional de adubação, principalmente no caso de culturas perenes e semiperenes, como as fruteiras e a cana-de-açúcar. Essas determinações são normalmente realizadas nas folhas, por ser esse o órgão que melhor reflete se a planta está bem nutrida ou não, se há falta ou excesso de nutrientes. Para a determinação dos teores dos elementos químicos presentes nas plantas, são utilizados diferentes métodos analíticos. Muitos são os fatores envolvidos na escolha dos métodos e os mais importantes são: fatores de segurança (periculosidade, toxidez), disponibilidade do equipamento, elemento a ser determinado, precisão e exatidão, tempo necessário para obtenção dos resultados, limites de detecção e determinação, capacitação do analista e custo. Os resultados fornecidos são referentes aos teores dos elementos presentes na matéria seca do tecido vegetal. ----------------------------------------------------------------- 1Embrapa Pecuária Sudeste; 2Embrapa Amazônia Oriental; 3Embrapa Solos; 4Embrapa Semi-Árido; 5Embrapa Agrobiologia; 6Embrapa Milho e Sorgo; 7Embrapa Cerrados; 8Embrapa Agropecuária Oeste; 9Embrapa Pantanal; 10Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR; 11Embrapa Soja. Neste documento estão descritos alguns dos principais métodos de análise de plantas normalmente executados em laboratórios da Embrapa. São métodos tradicionais, já devidamente avaliados e publicados, que são adotados por apresentarem boas condições de precisão e de exatidão analíticas. 2. DECOMPOSIÇÃO E SOLUBILIZAÇÃO 2.1 INTRODUÇÃO Para a determinação dos teores de elementos químicos individuais em amostras de plantas normalmente é necessária a transformação da matriz orgânica original em uma forma inorgânica simples. A grande maioria das técnicas analíticas exige que o analito esteja dissolvido em meio aquoso. Em razão da baixa solubilidade das plantas em água, para que o analito de interesse esteja disponível para análise é necessária a decomposição do material orgânico com agentes oxidantes e/ou altas temperaturas, para sua incineração e aumento da capacidade oxidante dos ácidos. Apesar de não estarem sendo tratadas neste trabalho, existem técnicas que requerem que as amostras estejam na forma sólida, como espectrometria atômica com arco, faísca, ablação com laser e aquelas baseadas em reações de combustão. Outras técnicas podem ainda ser aplicadas às amostras, tanto na forma sólida como na forma líquida, tais como análise por ativação neutrônica instrumental e espectrometria de fluorescência de raios X (KRUG, 2000). Normalmente, a dissolução de plantas é realizada por um dos seguintes métodos: via seca (mediante alta temperatura de combustão) e via úmida (digestão em meio ácido). As duas técnicas apresentam resultados semelhantes, quando realizadas de maneira apropriada. Na escolha de uma técnica ideal para a dissolução de uma amostra, deve-se sempre ter em mente os resultados esperados, tais como os teores aproximados dos analitos na amostra e os níveis de sensibilidade da técnica que se deseja empregar (AOAC, 1995; MILLS & JONES, 1996; QUEVAULIEE, 1995). Assim, o método deve ser capaz de disponibilizar completamente o elemento de interesse e ser razoavelmente rápido, os reagentes não devem atacar o recipiente em que será feita a reação, o que pode provocar perdas por adsorção e/ou absorção, e não conter contaminantes que possam interferir nos resultados. Deve-se ainda verificar as temperaturas de trabalho, para que não haja perdas por volatilização ou formação de aerossóis e a solução final deverá conter todos os analitos de interesse. Item fundamental a ser considerado é a segurança, pois o procedimento deverá apresentar o mínimo de insalubridade e de periculosidade, devendo-se atentar para o uso correto dos equipamentos de proteção coletiva e individual. 2.2. DECOMPOSIÇÃO POR VIA SECA 2.2.1. PRINCÍPIO Baseia-se na queima da fração orgânica da amostra, obtendo-se resíduo inorgânico na forma de cinza solúvel em solução diluída de ácido (HCl, HNO3) ou de álcali (NH4OH, NaOH). A amostra de tecido vegetal é colocada em cadinho (quartzo, porcelana, etc.) e incinerada em forno tipo mufla elétrico a uma temperatura entre 500 e 550ºC na atmosfera ambiente. O oxigênio da atmosfera atua como agente oxidante e o resíduo proveniente da queima é constituído por óxidos de metais, sulfatos não voláteis, fosfatos, silicatos e outros. Por este método podem ser determinados os seguintes elementos: K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu, B, Mo e Al. 2.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Forno do tipo mufla, com controle de temperatura. b) Cadinhos de porcelana. c) Pinça metálica, para manuseio dos cadinhos. 2.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Ácido nítrico (HNO3), 1,0 mol L-1: diluir 71,4 mL de HNO3 concentrado em cerca de 400 mL de água, esfriar e transferir para balão volumétrico de 1000 mL. Completar o volume com água. c) Ácido clorídrico (HCl), 1,0 mol L-1: diluir 83,3 mL de HCl concentrado em cerca de 400 mL de água, esfriar e transferir para balão volumétrico de 1000 mL. Completar o volume com água. 8.1.5. PROCEDIMENTO Transferir, para cadinho de porcelana, 0,50 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Colocar o cadinho em forno do tipo mufla com temperatura controlada e aumentar gradativamente a temperatura para 500 a 550oC. Incinerar a amostra durante 2 a 4 h, após atingir a temperatura desejada, até a obtenção de cinzas claras. Esfriar, recuperar em 5,0 mL de HCl ou HNO3 a 1,0 mol L-1. Transferir para balão volumétrico de 25 mL, completar o volume com água e filtrar. A solução está pronta para determinação elementar. O extrato poderá sofrer novas diluições, para obter a concentração do elemento desejado dentro da faixa analítica do instrumento. OBSERVAÇÕES: 1. A temperatura do forno do tipo mufla deve ser elevada lentamente, até atingir de 500 a 550ºC. As amostras não devem nunca ser colocadas em forno quente, nem a porta do forno ser aberta durante a fase inicial da queima. Atualmente também são comercializados fornosdo tipo mufla que utilizam radiação microondas como fonte de aquecimento. 2. Em certos casos, as perdas por volatilização podem ser evitadas pela adição de modificadores. Por exemplo, adição de H2SO4: os cloretos relativamente voláteis, tais como PbCl2, CdCl2 e NaCl, são convertidos em sulfatos não voláteis. As perdas de ânions, como os de cloreto e os que contêm arsênio, fósforo ou boro, podem ser evitadas pela adição de várias bases, geralmente óxidos ou hidróxidos de metais alcalinos ou alcalino-terrosos, carbonatos de alcalinos, nitrato de metais alcalino- terrosos e acetato de magnésio. 3. Amostras com altos teores de carboidratos requerem o tratamento com agentes modificadores auxiliares para a completa queima do carbono existente na amostra. A presença dos modificadores também pode acelerar a oxidação, prevenir a volatilização de certos componentes das cinzas e prevenir as reações entre os componentes da cinza com o material do cadinho. A seguir, é descrito procedimento que pode ser adotado nesse caso: Transferir 0,50 g (± 0,001 g) de amostra seca e moída para cadinho. Adicionar 10 mL de solução do agente auxiliar (7% (m/v)) de nitrato de magnésio (Mg(NO3)2⋅6H2O)) e colocar o cadinho em banho de areia ou sobre chapa aquecedora até completa secagem. Após esse procedimento, o cadinho é colocado no forno do tipo mufla e a temperatura deve ser lentamente elevada até 500ºC, permanecendo nessa temperatura durante 4 h. A amostra é resfriada e as cinzas são dissolvidas em HNO3 ou HCl a 20% (v/v) ou água régia (1 parte de HNO3 concentrado para 3 partes de HCl concentrado), para solubilização das cinzas. VANTAGENS a) Não utilização de solução de ácidos oxidantes concentrados. b) Possível utilização de massas elevadas de amostras, o que permite a determinação de elementos presentes em baixas concentrações. LIMITAÇÕES a) Perdas por volatilização de alguns elementos (Co, Pb, Se, As, dentre outros). b) Baixa velocidade analítica. c) Alto consumo de energia elétrica d) O esmalte de cadinhos de porcelana, mais comumente utilizados, pode reagir com silicatos, fosfatos e óxidos presentes nas amostras. Em casos especiais é recomendável trabalhar com cadinhos de quartzo ou de platina. 2.3. DECOMPOSIÇÃO POR VIA ÚMIDA 2.3.1. PRINCÍPIO É o método mais utilizado para decomposição de material vegetal. As amostras são solubilizadas com ácidos oxidantes concentrados ou mistura desses com peróxido de hidrogênio. Os ácidos ou as misturas mais utilizados são: HNO3, H2SO4, HCl, HClO4, HNO3 + HCl, HNO3 + HClO4, HNO3 + H2O2, HNO3 + HCl04 + H2SO4, HClO4 + H2SO4 e H2SO4 + H2O2. A maioria das amostras é totalmente oxidada, deixando os elementos a serem determinados na solução ácida em formas inorgânicas simples e apropriadas para análise. A utilização individual do ácido ou da mistura depende da natureza da amostra e do elemento a ser analisado. Este método é recomendado para determinação, dentre outros, dos elementos K, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Al, Na, Cr, Ni, V, Pb, Cd, Co e Mo. Pode também ser usado para a determinação de N, P e S, entre os não-metais. Entretanto, alguns elementos podem ser perdidos completa ou parcialmente por volatilização, aqui podendo ser incluídos os halogênios, além de Sb, As, B, Hg e Se, dependendo do procedimento utilizado. Além dos blocos digestores, a digestão por via úmida também pode ser realizada em fornos com radiação microondas específicos para utilização em laboratórios. Esses fornos podem operar com sistemas fechados com alta pressão ou sistemas com radiação focalizada, que operam à pressão atmosférica. As microondas constituem energia eletromagnética não ionizante, que causa movimento pela migração de íons e pela rotação dos dipolos. A fonte de energia para a solubilização das amostras são ondas de rádio, de cerca de 2.450 MHz, cuja potência varia de 600 a 1.000 W. 2.3.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Capela de exaustão resistente a ácidos oxidantes. b) Bloco digestor com controlador de temperatura (itens A, B, E e F). c) Forno de radiação microondas com controladores de pressão e temperatura – sistema fechado de alta pressão (item C). c) Forno com radiação microondas focalizadas – pressão atmosférica (item D). d) Tubos de digestão em vidro borossilicato, medindo 25 x 250 mm (itens A, B, E e F). e) Frascos de borossilicato, Teflon® ou quartzo (item C). f) Vidrarias (pipetas, balões volumétricos, funis, etc.) (itens A a F). Observação: A, B, C, D, E e F referem-se aos procedimentos, descritos no item 2.3.4. 2.3.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução nitro-perclórica (HNO3 + HClO4), na proporção de 2:1. Misturar 400 mL de HNO3 a 65% (v/v) + 200 mL de HClO4 a 72% (v/v) (item A). b) Solução nitro-perclórico-sulfúrica (HNO3 + HClO4 + H2SO4), na proporção de 3:1:1 (item C). c) Solução de peróxido de hidrogênio + ácido sulfúrico (H2O2 + H2SO4), na proporção de 1:1 (item D). d) Ácido nítrico (HNO3) a 65% (v/v) (item B, C e D). e) Peróxido de hidrogênio (H2O2) a 30% (item B, C e D). f) Ácido sulfúrico concentrado (97 a 98%). g) Mistura catalítica: pesar 100 g de sulfato de potássio + 10,0 g de sulfato de cobre, misturar bem e triturar em almofariz. Observação: A, B, C e D referem-se aos procedimentos, descritos no item 2.3.4. ATENÇÃO: Lembre-se de que você está manuseando ácidos. Use os equipamentos de proteção individual: óculos, avental e luvas. 2.4. PROCEDIMENTOS A) DECOMPOSIÇÃO COM MISTURA ÁCIDA: ÁCIDO NÍTRICO E ÁCIDO PERCLÓRICO Transferir, para tubo de digestão, 0,50 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Adicionar 6,0 mL do reagente 2.3.3.a., misturar bem e deixar à temperatura ambiente por aproximadamente 4 h (ou por uma noite). Colocar os tubos no bloco de digestão e aquecer gradativamente até 120ºC; manter nessa temperatura até cessar totalmente o desprendimento de NO2 (vapor castanho). Aumentar a temperatura lentamente, até atingir 210ºC, temperatura que é mantida até que se obtenham fumos brancos de HClO4⋅H2O e que o extrato se apresente incolor (± 20 min). Esfriar e completar o volume para 50,0 mL com H20. Nessas condições, a solução final estará em meio de HClO4 a 0,25 mol L-1. OBSERVAÇÕES 1. Retirar os tubos do bloco se houver indício de perda do material. 2. Não utilizar ácido perclórico em concentração superior a 72%. 3. A diluição dependerá da concentração do analito na amostra, para se atingir a concentração necessária dentro da faixa analítica da técnica instrumental utilizada, podendo ser menor ou maior. 4. Em algumas amostras com alto teor de sílica (p. ex., palha de arroz), ocorre extravasamento do tubo de análise, podendo provocar perdas de solução e de analito. Nesse caso, é recomendado o emprego da mistura de ácidos (item 2.3.3.c), pois o H2SO4 ajuda a prevenir esse problema. VANTAGENS a) As plantas são decompostas quase que totalmente com essa combinação de ácidos oxidantes. b) Método mais empregado para dissolução de plantas. c) O ácido nítrico modera a ação oxidante do ácido perclórico, reagindo com materiais facilmente oxidáveis, que poderiam reagir com o ácido perclórico de maneira perigosa. LIMITAÇÕES a) Por ser empregado na forma oxidada e a quente, o ácido perclórico apresenta perigo de explosão quando em contato com material orgânico. Ler, por exemplo, descrição de mais de 30 casos de explosões violentas no “Handbook of Laboratory Safety”, Boca Raton, CRC Press, 2nd ed., 1971. 854p. b) Necessidade de utilização de capelas especiais. c) Utilização de ácidos concentrados e de difícil aquisição, pois se trata de produtos controlados pelo Exército, pela Polícia Civil e pela Polícia Federal. d) Emissão de vapores tóxicos. B) DECOMPOSIÇÃO COM ÁCIDO NÍTRICO E PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO Transferir, para tubo de digestão, 0,50 g (± 0,001g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Adicionar 4,0 mL de HNO3 concentrado (65%), deixar em repouso por uma noite. Aquecer lentamente o bloco digestor, até 120ºC, e manter nessa temperatura por 1 h. Retirar os tubos do bloco e deixar esfriar. Adicionar 4,0 mL de H2O2 (30%), retornar ao bloco e repetir a adição de peróxido de hidrogênio, até a solução se tornar incolor. Deixar esfriar, transferir para balão volumétrico de 50 mL e completar o volume com água. OBSERVAÇÃO: Mistura adequada para amostras com alto teor de carbono. VANTAGENS a) Não utilização de ácido perclórico. b) H2O2 é um agente oxidante poderoso. O poder oxidante do ácido nítrico é aumentado com a utilização do peróxido de hidrogênio, que atua como agente oxidante auxiliar. c) H2O2 é comercializado com alto grau de pureza. LIMITAÇÕES a) A amostra não é totalmente decomposta. b) Emissão de vapores tóxicos. C) DECOMPOSIÇÃO ASSISTIDA POR RADIAÇÃO MICROONDAS EM FRASCOS DE ALTA PRESSÃO O tecido vegetal é solubilizado com ácido nítrico e peróxido de hidrogênio em sistema fechado, a cerca de 180ºC e pressão de 20 a 25 bar (KRUG, 2000). É importante que o equipamento seja equipado com sensores de pressão e temperatura. Pesar 0,25 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas com peneira de 1,0 mm. Transferir para frasco de decomposição adequado, fornecido pelo fabricante do equipamento (PTFE modificado, quartzo, etc.). Adicionar 5,0 mL de HNO3 a 65% (v/v) e 2,0 mL de H2O2 em cada frasco. Se necessário, deixar a mistura em repouso por alguns minutos, até que diminuam eventuais reações com a amostra. Um dos frascos do equipamento deve ser reservado para o branco, em que é adicionado o mesmo volume de reagentes, sem amostra. Colocar os discos de segurança, fechar os frascos e colocá-los no carrossel, conforme descrito no manual do equipamento. Programar a rampa de aquecimento conforme o programa adequado para a amostra e iniciar a digestão. Esfriar, transferir para balão volumétrico (25 a 100 mL) e completar o volume com água. OBSERVAÇÕES: 1. A proporção de amostra:ácido e o programa de aquecimento são definidos de acordo com a amostra e em função das características específicas do forno de microondas utilizado. 2. Tomar sempre o cuidado de ter uma amostra no frasco de controle de pressão e temperatura para o correto controle da decomposição. 3. Os polímeros modificados e o quartzo são empregados por serem materiais que não absorvem energia das microondas e resistem aos ácidos oxidantes a quente. 4. Em amostras com altos teores de sílica poderá ser utilizado ácido fluorídrico. nesse caso, não pode ser utilizado frasco de quartzo. 5. A diluição dependerá da concentração do analito na amostra para se atingir a concentração necessária dentro da faixa analítica da técnica instrumental utilizada, podendo ser menor ou maior. VANTAGENS a) Método rápido e preciso. b) Menor consumo de reagentes. c) Mínimo de contaminação. d) Desprendimento de gases e vapores tóxicos é controlado. e) Não há perda de analitos por volatilização. f) Temperatura e pressão de trabalho mais elevadas. LIMITAÇÕES a) Segurança (há risco de explosões). b) Número reduzido de amostras por análise. c) Limitação na massa de amostra (máximo 0,5 g). d) Possíveis efeitos de memória (em conseqüência da porosidade do frasco). e) Necessidade de resfriamento antes da abertura do frasco. f) Alto custo do forno de microondas e dos acessórios. D) DECOMPOSIÇÃO DE PLANTAS ASSISTIDA POR MICROONDAS COM RADIAÇÃO FOCALIZADA Pesar e transferir para frasco apropriado de 0,5 a 5,0 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Operar o sistema conforme as instruções fornecidas pelo manual de operações do equipamento. Normalmente, é utilizado maior volume de ácido do que no sistema fechado. Esses ácidos são adicionados durante a execução do programa de aquecimento. Esfriar, transferir para balão volumétrico (25 a 100 mL) e completar o volume com água. OBSERVAÇÕES: 1. A utilização de frascos abertos operados sob pressão atmosférica viabiliza a programação de adição de reagentes durante o ciclo de aquecimento. 2. É adequado para o tratamento de elevadas massas de amostras orgânicas que poderiam causar problemas de segurança se tratadas em sistemas fechados convencionais. 3. Neste tipo de equipamento, a radicação microondas é focalizada individualmente em cada frasco, sendo o sistema equipado com sensores individuais de temperatura, permitindo o controle da temperatura em cada cavidade. 4. A diluição dependerá da concentração do analito na amostra para se atingir a concentração necessária dentro da faixa analítica da técnica instrumental utilizada, podendo ser menor ou maior. VANTAGENS a) Método rápido e preciso. b) Maior segurança (trabalha em pressão atmosférica). c) Adequado para o tratamento de elevadas massas de amostra. d) Adição de reagentes de maneira seqüencial. e) Alta eficiência e controle da energia fornecida à reação. LIMITAÇÕES a) Número reduzido de amostras por análise. b) Alto custo. c) Maior consumo de reagente, quando comparado com sistemas fechados. d) Possibilidade de contaminação. e) Desprendimento de gases e vapores tóxicos (recolhidos em coletores). f) Pode haver perda de analitos por volatilização. E) DECOMPOSIÇÃO POR VIA ÚMIDA COM ÁCIDO SULFÚRICO Pesar 0,20 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Transferir para tubo de digestão de 25 x 250 mm, adicionar 0,7 g de mistura catalítica (K2SO4 + CuSO4; 10:1 – item 2.3.3.i) e 2,5 mL de H2SO4 concentrado (2.3.3.h), levar ao bloco digestor e iniciar o aquecimento a 50ºC, aumentando a temperatura gradativamente até 350ºC; depois de as amostras clarearem, manter por mais 1 h no bloco digestor. O final da digestão é indicado pela coloração verde-clara da solução. Esperar esfriar e transferir para balão volumétrico de 100 mL, completando o volume com água desionizada. OBSERVAÇÕES: 1. Mistura utilizada para determinação de nitrogênio, fósforo e proteína total. 2. Para diminuir o tempo de decomposição, poderá ser adicionado 1,0 mL de H2O2 a 30% antes de se iniciar o aquecimento. 3. Para análise de nitrogênio, poderá ser destilada a amostra total. Nesse caso não há necessidade de fazer esta diluição, apenas deverão ser adicionados aproximadamente 10 mL de água desionizada para que não haja cristalização da amostra. 4. A utilização de ácido sulfúrico não é recomendada para plantas com alto teor de Ca. Pode haver a formação de sulfato de cálcio (CaSO4), relativamente insolúvel, reduzindo o teor de cálcio na solução e causando decréscimo no valor de outros elementos em conseqüência de co-precipitações. VANTAGENS a) Método adequado para grande número de amostras. b) Mais utilizado para a determinação de proteína-nitrogênio. LIMITAÇÕES a) Desprendimento de gases e vapores tóxicos. b) Manuseio de ácidos corrosivos e controlados pelo Ministério do Exército, pela Polícia Civil e pela Polícia Federal. F) DECOMPOSIÇÃO POR VIA ÚMIDA COM ÁCIDO SULFÚRICO E PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO Transferir, para tubo de digestão, de 0,10 a 0,30 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas com peneira de 1,0 mm. Adicionar 2,0 mL de H2SO4 concentrado; misturar bem. Esfriar e depois adicionar lentamente 2,0 mL de H2O2 a 30% pela parede do tubo, com o tubo em rotação. Aguardar o início da reação e colocar o tubo no bloco digestor. Aquecer a 350ºC, até o aparecimento de fumos brancos e continuar o aquecimento por mais 30 min. Remover o tubo do bloco de digestão e deixar a amostra esfriar. Lentamente, adicionar 0,8 mL de H2O2 e colocar de volta no bloco digestor.Aquecer, até o aparecimento de fumos, por 20 min. Depois de o extrato ficar incolor, remover o tubo do bloco digestor, esperar esfriar, transferir para balão volumétrico de 100 mL e completar o volume com água. OBSERVAÇÕES 1. Mistura utilizada para determinação de nitrogênio, fósforo e proteína total. 2. Se a coloração amarelada persistir, adicionar mais algumas gotas de H2O2 antes de transferir o extrato para balão volumétrico. 3. A utilização de ácido sulfúrico não é recomendada para plantas com alto teor de Ca. Pode haver a formação de sulfato de cálcio (CaSO4), que é relativamente insolúvel, reduzindo o teor de cálcio na solução e causando decréscimo no valor de outros elementos em conseqüência de co-precipitações. VANTAGENS a) Método rápido. b) Adequado para grande número de amostras. LIMITAÇÕES c) Desprendimento de gases e vapores tóxicos. d) Manuseio de ácidos corrosivos e controlados pelo Ministério do Exército, pela Polícia Civil e pela Polícia Federal. c) Baixo número de elementos disponibilizados para análise (devido a problemas de co- precipitação). d) Amostra não totalmente digerida (silicatos). 2.5. EXTRAÇÃO COM SOLUÇÃO DE ÁCIDOS DILUÍDOS (1,0 mol L-1 de HCl ou HNO3) 2.5.1. PRINCÍPIO Os elementos químicos do tecido vegetal são solubilizados na solução ácida diluída a 1,0 mol L-1 (MIYAZAWA et al., 1984). A decomposição da matéria orgânica não é completa, porém essa extração apresenta alta correlação na determinação de alguns elementos (B, Ca, Cu, K, Mg, Mn, Na, P, Zn e NO3-) com outros métodos em que a decomposição da matéria orgânica é total, como a decomposição por via seca ou por via úmida (itens 2.2 e 2.3). 2.5.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Banho com termostato. Frasco de vidro borossilicato ou tubo de polietileno de 50 mL. Agitador circular, de mesa, com controle de velocidade. Funil de 15 mL. Papel-filtro quantitativo, do tipo Whatman 42, de 15 mm de diâmetro. 2.5.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução com 1,0 mol. L-1 de HCl ou HNO3. 2.5.4. PROCEDIMENTO Pesar, e transferir para frasco apropriado, de 0,5 g (± 0,001 g) de amostra previamente seca a 65oC por 48 a 72 h e moída em moinho de facas, com peneira de 1,0 mm. Adicionar 25,0 mL de solução com 1,0 mol L-1 de HCl ou HNO3 e anotar a massa total. Aquecer por 15 min no banho com termostato a 80oC, agitar durante15 min no agitador circular a 250 rpm. Esfriar, repor a água evaporada até massa inicial com água e filtrar. OBSERVAÇÕES: 1. Método completo descrito em: Miyazawa, M., Pavan, M., Bloch, M.F.M., Análise química de tecido vegetal, Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR, Londrina. 1992. Circular no 74. 2. A recuperação do P é total quando determinado em espectrômetro de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado ICP OES (altas temperaturas permitem a determinação de P orgânico, em solução, além do P inorgânico). 3. Para análise de tecido vegetal na rotina, anotar a massa total (frasco, amostra e solução ácida extratora) para facilitar a reposição da água evaporada. 4. Como alternativa, em lugar de pesar, é possível adicionar o ácido, aquecer e a seguir completar o volume em balão volumétrico, mediante diluição apropriada (25 ou 50 mL) e filtrar o extrato. 5. Seringa descartável de 10 mL pode ser utilizada em substituição ao funil, com a vantagem de ocupar menos espaço e exigir papel-filtro com menor diâmetro (15 mm), cortado com vazador de 15 cm. VANTAGENS a) Menor poluição do ambiente do laboratório com gases e vapores tóxicos ou corrosivos. b) Não há necessidade de aparelhagem específica (como capela, mufla e bloco digestor). c) Simples, rápido e facilmente adaptável para análises em rotina. d) Baixo custo. LIMITAÇÕES a) Extração parcial dos elementos Al, Fe e S. 3. DETERMINAÇÕES ANALÍTICAS 3.1. NITROGÊNIO 3.1.1. SEMIMICRO KJELDAHL 3.1.1.1. PRINCÍPIO Técnica de decomposição por via úmida, seguida por destilação a vapor e titulação para a quantificação do nitrogênio amoniacal (N-NH4). Proposta por Kjeldahl em 1883, a técnica permanece a mesma, com pequenas modificações. Muito utilizada para determinação indireta de proteínas em várias amostras biológicas, assim como de nitrogênio em plantas, para avaliação do estado nutricional. O ácido sulfúrico (H2SO4), na presença de K2SO4 (para elevar o ponto de ebulição do ácido) e de um catalisador (CuSO4), decompõe a proteína e os aminoácidos do tecido vegetal em N-NH4+. Como este é uma espécie iônica, não há problemas de perda por volatilização. A mistura é alcalinizada com NaOH aquoso e o NH4+ é reduzido a NH3, que é destilado por arraste a vapor, complexado em ácido bórico com indicador misto e titulado com solução padronizada de H2SO4 ou HCl (MALAVOLTA et al., 1989; MILLS & JONES, 1996). 3.1.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Bloco digestor. b) Balança analítica. c) Destilador semimicro de Kjeldahl. d) Tubo para digestão de 25 × 250 mm. e) Pipeta automática. f) Bureta de 20,0 mL. g) Erlenmeyer de 50,0 mL. 3.1.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Hidróxido de sódio, 13,0 mol L-1: pesar 520,0 g de NaOH e dissolver em 1000 mL de água. c) Álcool etílico 99º G.L. d) Ácido sulfúrico concentrado, p.a. (97% a 98%). e) Ácido bórico a 2% (m/v): dissolver cerca de 20,0 g de ácido bórico em cerca de 800 mL de água desionizada, agitando até dissolver o sal. Após dissolução, adicionar 15,0 mL de verde de bromocresol a 0,1% (m/v), 6,0 mL de vermelho de metila a 0,1% (m/v) e 2,0 mL de NaOH a 0,1 mol L-1. Completar para 1000 mL com álcool. f) Verde de bromocresol a 0,1% (m/v): pesar 0,1g de verde de bromocresol e dissolver em álcool etílico. Completar o volume para 100 mL com álcool. g) Vermelho de metila a 0,1% (m/v): pesar 0,1g de vermelho de metila e dissolver em 2 mL de álcool etílico. Completar o volume para 100 mL com água. h) TRIS (tris(hidroximetil)aminometano) (padrão primário), 0,2 mol L-1: pesar 2,4228 g de TRIS, transferir para balão volumétrico de 100 mL, dissolver e completar o volume com água isenta de CO2. i) Ácido sulfúrico, 1,0 mol L-1: em balão volumétrico de 1000 mL, com aproximadamente 500 mL de água, adicionar lentamente 27,5 mL (ou 50,52 g) de ácido sulfúrico concentrado (densidade de 1,84 g cm-3 e 96% a 98% em massa), esperar esfriar e completar o volume com água (solução-estoque). j) Ácido sulfúrico, 0,1 mol L-1: em balão volumétrico de 1000 mL, com aproximadamente 500 mL de água desionizada, adicionar lentamente 100 mL da solução-estoque (3.1.1.3.i) e completar o volume com água. Essa solução deverá ser padronizada com solução de TRIS (3.1.1.3.h). k) Padronização do ácido sulfúrico, 0,1 mol L-1: em erlenmeyer de 125 mL, adicionar 10 mL de TRIS a 0,2 mol L-1 (3.1.1.3.h), 10 mL de solução de H3BO3 (3.1.1.3.e), 10 mL de água isenta de CO2 e titular com o H2SO4 a 0,1 mol L-1 (3.1.1.3.j). A concentração exata do ácido é dada pela seguinte expressão: C1 x V1 = C2 x V2 , em que C1 e V1 é a concentração e o volume do H2SO4 e C2 e V2, a concentração e o volume de TRIS. 3.1.1.4. PROCEDIMENTO A destilação é realizada por arraste a vapor. Em sistema de destilação, colocar, na saída do condensador, erlenmeyer de 125 mL, com 10 mL de solução de ácido bórico (item 3.1.1.3.e), e transferir alíquota de 20 mL ou toda a solução obtida da amostra solubilizada de acordo com o item 2.3.4.E. Adicionar 10 mL de solução de NaOH (item 3.1.1.3.b) e imediatamente dar início à destilação, coletando aproximadamente 35 mL de destilado. Titular com solução de ácido sulfúrico a 0,1 mol L-1 (item 3.1.1.3.j). OBSERVAÇÕES: 1. Prova em branco deve ser feita juntamente com as amostras, para verificação de possibilidade de contaminação dos reagentes. 2. 1,0 mL de H2SO4 a 0,1 mol L-1 neutraliza 2,8 mg de N. 3. Método mais empregado para a determinação de proteínas e nitrogênio total em plantas. 4. A saída do condensadordeverá estar mergulhada na solução de ácido bórico para evitar perdas de NH3. VANTAGEM a) Baixo custo. b) Aplicável para diversos tipos de matrizes. c) Possibilidade de automatização: no mercado já existem equipamentos de destilação automatizados. LIMITAÇÕES a) Baixa velocidade analítica. b) Uso de reagentes corrosivos, como o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio. 3.1.2. ESPECTROFOTOMETRIA COM REAGENTE DE NESSLER 3.1.2.1. PRINCÍPIO Método proposto por J. Nessler, em 1856. Aplica-se para soluções que contenham nitrogênio na forma de amônio. Fundamenta-se na reação da amônia livre com solução alcalina de iodeto de mercúrio (II) em iodeto de potássio. Essa reação produz um composto colorido, castanho-alaranjado, cuja intensidade da cor é proporcional à concentração de nitrogênio presente na solução; apresenta resposta linear na faixa de 5 a 40 mg L-1. A reação do íon amônia com o reagente de Nessler pode ser assim representada: 2 K2 (Hg I4) + 2 NH3 = NH2 Hg2 I3 + 4 KI + NH4 I. 3.1.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Bloco digestor. b) Balança analítica. c) Espectrofotômetro. d) Tubo para digestão de 25 × 250 mm. e) Micropipeta automática, com volume regulável de 1,0 a 5,0 mL. f) Frasco de vidro do tipo “snap-cap” de 100 mL. g) Copos plásticos descartáveis de 50 mL. h) Dispensador de líquidos de 20,0 mL. i) Agitador de tubos. 3.1.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Reativo de Nessler: pesar 45,5 g de HgI2 e 34,9 g de KI, juntar os dois reagentes e transferir para balão volumétrico de 1000 mL. Adicionar 500 mL de água, agitando sempre até dissolver. Juntar 112,0 g de KOH previamente dissolvidos em 300 mL de água, agitar bem e completar o volume. Deixar em repouso por três dias, para decantar o sedimento, ou centrifugar a 3000 rpm. O reagente é bastante estável se armazenado em frasco escuro e arrolhado. c) Solução de hidróxido de sódio, 2,5 mol L-1: pesar 100 g de NaOH, dissolver em água, transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água. d) Solução de metassilicato de sódio a 10% (m/v): pesar 100 g de Na2SiO3, dissolver em água, transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água. A seguir, filtrar a solução utilizando papel-filtro de filtragem semilenta. Esse reativo tem a finalidade de evitar a turbidez da reação. e) Solução mista de hidróxido de sódio + metassilicato de sódio (1:1): misturar partes iguais das soluções de NaOH (item 3.1.2.3.c) e de Na2SiO3 (item 3.1.2.3.d). f) Solução reagente: solução mista e solução de Nessler (item 3.1.2.c.b) na proporção de 1,0 mL da solução mista e 0,5 mL da solução de Nessler. A mistura deve ser preparada imediatamente antes da leitura. g) Solução analítica de N-NH+4: pesar 0,4714 g de (NH)2SO4, p.a., seco em estufa a 105ºC, e completar o volume até 1000 mL com água. Essa solução contém 100 mg L-1 de nitrogênio. h) Soluções analíticas: 0,0; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 mg L-1 de N, preparadas a partir de diluições apropriadas da solução com 100 mg L-1 de N. 3.1.2.4. PROCEDIMENTO Transferir 1,0 mL do extrato (item 2.3.4.F) ou das soluções analíticas (item 3.1.2.3.h) para copos plásticos descartáveis. Adicionar 20,0 mL de água e 1,5 mL da solução de trabalho (item 3.1.2.3.f). Proceder a leitura em espectrofotômetro em comprimento de onda igual a 480 nm. VANTAGENS a) A coloração do complexo formado é estável no intervalo de 5 min até 12 h. b) Não existe interferências de outros cátions (Al, Fe, Zn, Mn ou Mg). c) Método rápido e preciso. d) Alta sensibilidade. e) Adequado para grande número de amostras. LIMITAÇÃO a) O método utiliza o metal Hg+, extremamente tóxico e volátil. 3.1.3. AZUL DE INDOFENOL – REAÇÃO DE BERTHELOT 3.1.3.1. PRINCÍPIO Os compostos de nitrogênio, com a digestão sulfúrica, transformam-se em NH+4, que, em meio alcalino, reage com NaOCl e C6H5OH, formando o azul de indofenol, cuja coloração é proporcional à concentração de amônio presente na amostra. 3.1.3.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Espectrofotômetro. b) Vidrarias. 3.1.3.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Solução do sal dissódico do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA): pesar 12,7 g de EDTA-Na2 e dissolver em cerca de 900 mL de água. Ajustar o pH da solução para 10,0 com solução de 0,01 mol L-1 de NaOH, transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água. b) Solução diluída de EDTA: pesar 3,0 g de NaOH, adicionar 30,0 mL da solução de EDTA- Na2 com pH 10,0 (item 3.1.3.3.a), transferir para balão volumétrico de 2000 mL e completar o volume com água (solução A). c) Solução de fenol: pesar 10,0 g de fenol e 0,05 g de nitroprussiato de sódio. Dissolver em água, transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água (solução B). OBSERVAÇÃO: conservar em frasco escuro e na geladeira. d) Solução de NaOCl: pesar 5,0 g de NaOH, 9,4 g de Na2HPO2⋅12H2O e 31,8 g de Na3PO4⋅12H2O e medir 20,0 mL de NaOCl. Misturar os reagentes, dissolver em água, transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água (solução C). OBSERVAÇÃO: conservar em frasco escuro e na geladeira. e) Solução analítica de N-NH+4: pesar 4,714 g de (NH)2SO4, p.a., seco em estufa a 105ºC, e completar o volume até 1000 mL com água. Essa solução contém 1000 mg L-1 de N. f) Soluções analíticas: 5,0; 10,0; 20,0; 40,0; 60,0 e 80,0 mg.L-1 de N, preparadas a partir de diluições apropriadas da solução com 1000 mg.L-1 de N (3.1.3.3.e). OBSERVAÇÃO Antes de completar o volume com água, adicionar quantidade de ácido sulfúrico concentrado de acordo com a concentração desse ácido na amostra. 3.1.3.4. PROCEDIMENTO Diluir 10 vezes o extrato obtido no item 2.3.4.E e transferir 1,0 mL dessa solução para tubo de ensaio de 30 mL. Adicionar 7,0 mL da solução A (item 3.1.3.3.b), 1,0 mL da solução B (item 3.1.3.3.c) e 1,0 mL da solução C (item 3.1.3.3.d). Deixar reagir durante 2 h e proceder a leitura em espectrofotômetro, em comprimento de onda igual a 630 nm. As soluções que serão empregadas como padrão para a curva de calibração deverão ser submetidas ao mesmo procedimento que o realizado com a amostra, inclusive a diluição inicial (10 vezes). VANTAGEM a) Possibilidade de automação. b) Método altamente seletivo. LIMITAÇÃO a) Utilização de fenol e nitroprussiato, compostos altamente tóxicos. 3.1.4. ANÁLISE POR INJEÇÃO EM FLUXO – REAÇÃO DE BERTHELOT 3.1.4.1. PRINCÍPIO Os sistemas de análise em fluxo, conhecidos por FIA (flow injection analysis), se baseiam na injeção da amostra em um fluxo transportador (impulsionado por uma bomba peristáltica), originando uma zona de amostra reprodutível que sofre dispersão contínua durante seu transporte (RUZICKA & HANSEN, 1988). Após receber os reativos necessários para serem misturados à amostra, o fluxo é direcionado ao detector, onde são realizadas as leituras pertinentes, com base na intensidade do sinal analítico resultante. No método aqui descrito, o amônio reage com NaOCl e C6H5OH em meio alcalino, formando o azul de indofenol, cuja coloração é proporcional à concentração de amônio (item 3.1.3.1). No entanto, aqui o ácido salicílico é empregado em lugar de fenol, em virtude de sua menor toxidez (NOGUEIRA et al., 1996). 3.1.4.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Bomba peristáltica com 8 canais. b) Tubos de Tygon, para bombeamento das soluções. c) Injetor-comutador de acrílico do tipo 1:3. d) Espectrofotômetro com célula de fluxo. e) Registrador potenciométrico. f) Tubos de polietileno (0,8 mm d. i.). 3.1.4.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Ácido sulfúrico, 1,2 mol L-1: 15,0 mL de H2SO4 concentrado, empregado como fluxo transportador (C, Fig. 1). c) Hidróxido de sódio, 0,75 mol L-1: dissolver 30 g de NaOH em 1000 mL de água (R1, Fig. 1). d) Solução de ácido salicílico-nitroprussiato, preparada em meio de NaOH a0,35 mol L-1: citrato de sódio a 5% (m/v) (para evitar precipitações de hidróxidos de metais), nitroprussiato a 0,50% (m/v) (como agente que catalisa a velocidade de formação do cromóforo) e 0,2 mol L-1 de ácido salicílico (R2, Fig. 1). e) Solução comercial de hipoclorito de sódio, com 2,0 a 2,5% de cloro ativo (R3, Fig. 1). f) Solução-estoque de 1000 mg.L-l de N: dissolver 4,716g de (NH4)2SO4 em 1000 mL de água. g) Soluções analíticas de trabalho, entre 5 e 100 mg L-1 de N, devem ser preparadas a partir de diluições apropriadas da solução-estoque (item 3.1.4.3.f). OBSERVAÇÕES 1. Para prevenir diferenças entre os tempos e as temperaturas durante a digestão, as soluções analíticas devem ser preparadas seguindo o mesmo procedimento aplicado às amostras. Para isso, adiciona-se 0,0 (branco); 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 e 10,0 mL da solução-estoque de 1000 mg L-1 de N em tubos de digestão, sendo em seguida adicionada a mistura catalisadora, 2,5 mL de H2SO4 e digerindo em bloco digestor, juntamente com cada lote de amostras (item 2.3.4.E). 2. Os teores de NH4 nas amostras são obtidos a partir da relação entre valor de absorbância x concentração. 3.1.4.4. PROCEDIMENTO a) Diagrama de fluxo O diagrama de fluxos utilizado está descrito na Fig. 1. A amostra (A), obtida a partir da decomposição com ácido sulfúrico (item 2.3.4.E), é aspirada para preencher a alça de amostragem (comprimento = 10 cm, 50 µL), que define o volume exato de amostra a ser introduzida no sistema, sendo o excesso descartado (D). A porção selecionada é introduzida no fluxo transportador (C, 2,0 mL min-1), atravessa a bobina B1 (30 cm) para uma perfeita homogeneização, recebe NaOH (R1, 4,0 mL min-1), reagente ácido salicílico-nitroprussiato (R2, 0,6 mL min-1) e hipoclorito (R3, 0,4 mL min-1) e, após passar pela bobina de reação (B2, 300 cm, 37ºC), a amostra processada atinge a célula de fluxo (λ = 660 nm), apresentando sinal proporcional ao conteúdo total de nitrogênio na amostra, sendo em seguida descartada (D). Figura 1. Diagrama de fluxos para a determinação de nitrogênio. A, amostra, C, fluxo transportador, B1 e B2, bobinas de reação, R1, R2 e R3, reagentes, D, descarte, λ, detector, ∆, banho termostatizado. Mais informações, no texto. VANTAGENS a) Substituição de fenol por ácido salicílico, não sendo necessário pré-tratamento da solução descartada. b) Alta velocidade analítica. c) Sistema automatizado. LIMITAÇÕES a) Utilização de nitroprussiato, reagente tóxico. b) Altamente sensível aos valores de pH. Pequenas variações na acidez final do extrato poderão resultar em erros de análise. Este problema é contornado com o acompanhamento da curva de calibração em cada lote de análise. 3.2. FÓSFORO 3.2.1. AZUL DE MOLIBDÊNIO 3.2.1.1. PRINCÍPIO O método está baseado na complexação do íon ortofosfato (PO43+), em presença de ácido molíbdico (H2MoO4), que, em meio fortemente ácido e com um redutor apropriado (p. ex., ácido ascórbico), converte o Mo6+ em Mo3+, produzindo o ácido fosfomolíbdico (H3[P(Mo3O10)]⋅H2O), de coloração azul, devida ao molibdênio, cuja intensidade da cor é proporcional à quantidade do fosfato contida na amostra, apresentando o máximo de absorção em 660 nm. 3.2.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Espectrofotômetro. b) Agitador de tubos, para homogeneização das amostras. 3.2.1.3. REGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Solução de molibdato de amônio a 2 % (m/v): dissolver 20,0 g de (NH4+)6Mo7024⋅4H2O em 200 mL de água. Em outro frasco, que contenha 500 mL de água, dissolver 2,0 g de subcarbonato de bismuto e adicionar 150 mL de H2SO4 concentrado. Esfriar, misturar as duas soluções e completar o volume para 1000 mL com água (solução A). c) Solução diluída de molibdato: transferir 300 mL da solução A (3.2.1.3.a) para frasco de 1000 mL e completar o volume com água. d) Solução analítica concentrada, 1000 mg.L-1 de P: transferir 4,3928 g de KH2PO4, p.a., em frasco de 1000 mL, adicionar 3,0 mL de H2SO4 concentrado e completar o volume com água. e) Soluções analíticas de trabalho: preparar soluções de 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 mg.L-1 de P, a partir de diluições da solução de 1000 mg.L-1 de P. f) Ácido ascórbico, p.a. 3.2.1.4. PROCEDIMENTO Transferir 5,0 mL de solução analítica de fósforo ou do extrato obtido a partir da decomposição da amostra (item 2.2, 2.3.4.A ou 2.3.4.E) para tubo de ensaio de 45 mL, adicionar 10 mL da solução diluída de molibdato (item 3.2.1.3.c), aproximadamente 40 mg de ácido ascórbico e agitar. Após 30 min, efetuar a leitura da absorbância em espectrofotômetro, no comprimento de onda de 660 nm. OBSERVAÇÃO: Os teores de P nas amostras são obtidos a partir da relação entre valor de absorbância x concentração. VANTAGENS a) Alta sensibilidade. b) Não utiliza reagente tóxico. LIMITAÇÕES a) Baixa estabilidade do complexo fósforo-molibdico. b) Possível interferência de As em amostras tratadas com pesticida. c) Sensível a variações de acidez. 3.2.2. AMARELO DE VANADATO 3.2.2.1. PRINCÍPIO O ânion H2PO4- reage com MoO42- e VO32 em meio ácido, formando um complexo de coloração amarela, que absorve a luz na região de 420 nm. 3.2.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Espectrofotômetro. b) Agitador de tubos, para homogeneização das soluções. 3.2.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Solução de molibdato a 5% (m/v): dissolver 50,0 g de (NH4)6MoO24, p.a., em 800 mL de água quente, esfriar e completar o volume para 1000 mL com água. c) Solução de vanadato a 0,25% (m/v): dissolver 2,50 g de (NH4)2VO3, p.a., em 500 mL de água quente e adicionar 350 mL de HNO3 a 65%, esfriar e completar o volume para 1000 mL com água. d) Solução reagente: misturar em partes iguais as soluções de molibdato (item 3.2.2.3.b) e de vanadato (item 3.2.2.3.c) imediatamente antes do uso e) Solução analítica concentrada, 1000 mg.L-1 de P (item 3.2.1.3.d). f) Soluções analíticas de P: preparar soluções que contenham 0,0; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 mg L-1 de P em H2SO4 0,2 mol L-1, a partir de diluições da solução analítica concentrada de 1000 mg L-1 de P. 3.2.2.4. PROCEDIMENTO Transferir 5,0 mL de solução analítica de fósforo ou do extrato obtido a partir da decomposição da amostra (item 2.2 ou 2.3.4.A) para tubo de ensaio de 45 mL. Adicionar 2,0 mL da mistura de reagentes (item 3.2.2.3.d). Após 10 min, efetuar a leitura em espectrofotômetro (λ = 420 nm). OBSERVAÇÕES 1. Os teores de P nas amostras são obtidos a partir da relação entre valor de absorbância x concentração. 2. O método amarelo de vanadato é menos sensível que o azul de molibdênio, porém sua coloração é mais estável. 3. É o método mais usado para determinação de P em amostras vegetais. VANTAGENS a) Apresenta boa estabilidade do complexo formado (10 min até 24 h). b) Adequado para análises em rotina. c) Possibilidade de automação. d) Ausência de interferência de outros íons. e) Alta velocidade analítica. LIMITAÇÃO a) Menor sensibilidade quando comparado ao método azul de molibdênio. 3.3. SÓDIO E POTÁSSIO 3.3.1. ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ATÔMICA 2.5.3.1. PRINCÍPIO Quando uma solução que contém diversas substâncias é atomizada e as minúsculas partículas da solução são projetadas sobre uma chama, há excitação dos átomos, isto é, há deslocamento de certos elétrons a níveis energéticos mais elevados; quando os átomos voltam ao seu nível energético natural, há emissão da energia absorvida na forma de radiação. Os átomos excitados do elemento de interesse emitem luz em certos comprimentos de onda discretos e característicos do elemento (p. ex., λ = 766 a 767 nm para o potássio e 589 a 589,6 nm para o sódio). A radiação de comprimento de onda de interesse é separada da radiação emitida remanescente e sua intensidade é medida. Essa medida de intensidade pode ser relacionada diretamente com a concentração do elementode interesse, comparando-se a intensidade medida com uma curva de calibração. 3.1.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS b) Fotômetro de chama. c) Vidrarias. d) Pipetas volumétricas. 3.1.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Solução 1000 mg L-1 de potássio: dissolver 1,9067 g de KCl, p.a., seco em estufa a 100ºC por 2 h, e completar o volume a 1000 mL com água. Armazenar em frasco de polietieno sob refrigeração. c) Curva de calibração de potássio: em balões volumétricos de 100 mL, transferir 0,0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 mL da solução 1000 mg L-1 de K (3.1.1.3.b), completando o volume com solução de 0,25 mol L-1 de HClO4. Essas soluções contêm, respectivamente, 0,0, 5,0, 10,0, 15,0 e 20,0 mg.L-1 de K. d) Solução 1000 mg.L-1 de sódio: dissolver 2,5421g de NaCl, p.a., seco em estufa a 100ºC por 2 h, completando o volume a 1000 mL com água. Armazenar em frasco de polietieno sob refrigeração. e) Curva de calibração de sódio: em balões volumétricos de 100 mL, transferir 0,0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 mL da solução 1000 mg.L-1 de Na (item 3.1.1.3.d), completando o volume com solução de 0,25 mol L-1 de HClO4. Essas soluções contêm, respectivamente, 0,0, 5,0, 10,0, 15,0 e 20,0 mg.L-1 de Na. 3.1.1.4. PROCEDIMENTO Diluir o extrato obtido na decomposição da amostra (item 2.3.4.A), para a faixa ideal de trabalho. Como norma, em função dos teores médios de K em amostras vegetais, pode-se diluir 10 vezes. Calibrar o fotômetro de chama com as soluções analíticas 0 e 20 mg L-1 de K (3.1.1.3.c). Quando da estabilização do aparelho, iniciar as leituras da curva de calibração e das amostras. A determinação de Na deverá ser realizada diretamente no extrato obtido pela decomposição da amostra (item 2.3.4.A). Calibrar o fotômetro com as soluções analíticas de 0 e 20 mg L-1 de Na (item 3.1.1.3.e). Quando da estabilização do aparelho, iniciar as leituras da curva de calibração e das amostras. OBSERVAÇÕES: 5. Os teores de Na e K nas amostras são obtidos a partir da relação entre a porcentagem de emissão x concentração. 6. Para facilitar o trabalho, pode-se preparar curva de calibração mista (K e Na). 7. Poderão ser utilizadas concentrações de até 50,0 mg L-1 de Na ou K na curva de calibração, porém deve-se observar o comportamento. Se não for uma reta, deve-se utilizar a equação quadrática para calcular os resultados. 8. O espectrômetro de absorção atômica deverá ser preferencialmente utilizado no modo “emissão”. Porém, os custos serão mais elevados, em função da utilização de acetileno em lugar de propano (fotômetro de chama). 9. ICP OES apresenta maior sensibilidade, podendo ser vantajoso seu emprego em caso de análises multielementares. Porém, deve ser ressaltado que os teores de Na e K em amostras de plantas são elevados, não apresentando problemas devido à sensibilidade. VANTAGENS a) Alta velocidade analítica. b) Alta sensibilidade. c) Adequado para análises em rotina. LIMITAÇÃO a) Estreita faixa linear (fotômetro de chama). 3.4. CÁLCIO E MAGNÉSIO 3.4.1. ESPECTROMETRIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA 3.4.1.1. PRINCÍPIO A técnica analítica se baseia na absorção de radiação das regiões visível e ultravioleta do espectro eletromagnético por átomos no estado fundamental. O espectrômetro de absorção atômica é constituído de fonte de radiação, sistema de atomização, conjunto monocromador e detector (transdutor). A amostra é nebulizada e, em chama ar-acetileno ou oxido nitroso- acetileno, é vaporizada, produzindo átomos no estado fundamental, que podem absorver a energia radiante proveniente de uma lâmpada de catodo oco, que emite radiação com comprimento de onda específico. Os átomos absorvem essa luz, ocorrendo transição para um nível de maior energia. A intensidade dessa transição é relacionada com a concentração original dos átomos no estado fundamental. 3.4.1.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Espectrômetro de absorção atômica. b) Lâmpadas de catodo oco de Ca e/ou de Mg. c) Pipetas e balões volumétricos. 3.4.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Acido clorídrico concentrado (37%). c) Ácido perclórico a 70%. d) Solução de lantânio ou estrôncio a 10% (m/v): transferir 117,0 g de La203 ou 302,0 g de SrCl2⋅6H2O para frasco de 1000 mL, adicionar lentamente 125 mL de HCl concentrado. Esfriar e completar o volume com água e) Solução de lantânio ou estrôncio a 0,1 % (m/v): diluir 100 vezes a solução 3.4.1.3.d. f) Solução analítica concentrada para absorção atômica de Ca e Mg (1000 mg.L-1). g) Soluções analíticas de Ca e Mg: diluir as soluções de referência (item 3.4.1.3.f), preparando soluções com misturas de Ca (0,0, 1,0, 2,0 e 4,0 mg L-1) e Mg (0,0, 0,2, 0,4 e 0,8 mg L-1). Essas soluções deverão ser preparadas em meio de 0,25 mol L-1 de ácido perclórico. 3.4.1.4. PROCEDIMENTO Transferir 1,0 mL do extrato obtido mediante a decomposição da amostra (item 2) para recipiente adequado. completar o volume para 20 mL com a solução diluída de La ou Sr (item 3.4.1.3.f). verificar as condições adequadas do equipamento (item 3.7). OBSERVAÇÕES: 1. Método mais utilizado para determinação de Ca e Mg. 2. A adição de lantânio ou de estrôncio é necessária para a supressão da ionização do Ca e do Mg, evitando a reação com fosfato e alumínio presentes e a formação de compostos refratários, termicamente estáveis. 3. ICP OES apresenta maior sensibilidade, podendo ser vantajoso seu emprego em caso de análises multielementares. Porém, deve ser ressaltado que os teores de Ca e Mg em amostras de plantas são elevados, não apresentando problemas devido à sensibilidade. VANTAGENS d) Alta velocidade analítica. e) Alta sensibilidade. f) Adequado para análises em rotina. 3.4.2. TITULAÇÃO COM EDTA 3.4.2.1. PRINCÍPIO Cálcio e magnésio são quantificados por complexação com o sal dissódico do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA-Na2), a partir da eliminação de interferentes e da utilização de diferentes complexantes e valores de pH. Negro de eriocromo T (sal sódico do ácido 2- hidróxi-2-naftilazo-6-nitronaftalinosulfônico) é empregado para a quantificação de Ca + Mg, em valores de pH = 10. Azul de eriocromo R (ácido calconcarboxílico, ou calcon) é utilizado para a determinação do Ca, após elevação dos valores de pH para 12, para precipitar o magnésio presente na solução. Fosfatos são eliminados na forma de fosfato férrico. Cobre, zinco, níquel e cobalto são mascarados com cianeto de potássio e ferro; alumínio e manganês são mascarados com trietanolamina. 3.4.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Vidraria graduada. b) Bureta automática, com precisão de 0,01 mL. c) Agitador magnético. d) Papel-filtro quantitativo de filtração rápida. 3.4.2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Solução de EDTA-Na2 (0,01 mol L-1): transferir para balão volumétrico de 1000 mL, 3,7225 g de EDTA-Na2 previamente seco em estufa entre 70 e 80ºC durante 2 h e resfriado em dessecador, dissolver e completar o volume com água. c) Solução de negro de eriocromo T, a 0,5% (m/v): dissolver 125 mg de negro de eriocromo T em 25 mL de álcool metílico. d) Solução de calcon, a 1,0 % (m/v): dissolver 100 mg de calcon em 100 mL de álcool metílico. e) Solução com pH 10: dissolver 7 g de NH4Cl em 58 mL de NH4OH, adicionar 5 g de KCN (cuidado), 15 mL de trietanolamina e completar o volume para 100 mL com água. Armazenar em frasco plástico. f) Solução de cloreto férrico (1,0 mg.mL-1 de Fe3+): transferir 4,8 g de FeCl3⋅6H2O para balão volumétrico de 1000 mL, adicionar 2,0 mL de HCl concentrado e completar o volume com água. g) Solução de ácido acético a 1:1: diluir 50 mL de H3CCOOH com 50 mL de água. h) Solução de vermelho de metila a 0,1 % (m/v): transferir, para balão volumétrico de 100 mL, 0,1 g de vermelho de metila, dissolver e completar o volume com álcool etílico. i) Solução de hidróxido de amônio a 25% (v/v): transferir, para balão volumétricode 1000 mL, 250 mL de NH4OH e completar o volume com água. j) Solução com pH 12: dissolver 20 g de NaOH em 25 mL de água, esfriar, adicionar 5 g de KCN (cuidado) e 15 mL de trietanolamina e completar o volume para 100 mL em balão volumétrico. Armazenar em frasco plástico. OBSERVAÇÃO: Cuidado, o KCN é extremamente tóxico. Em meio ácido forma HCN, volátil, sendo necessária sua utilização em meio básico para evitar maior toxicidade. Utilizar equipamentos de proteção individual (EPI). 3.4.2.4 PROCEDIMENTO a) Transferir 50 mL da solução da amostra decomposta (item 2) para béquer de 250 mL. Para eliminação do fosfato, adicionar 3,0 mL de solução de FeCl3⋅6H2O (item 3.4.2.3.f), 1,0 mL de solução de ácido acético (item 3.4.2.3.g), 2 gotas de solução de vermelho de metila (item 3.4.2.3.h) e adicionar solução de NH4OH (item 3.4.2.3.i) até viragem do indicador, acrescentando mais 1 mL em excesso. Aquecer a solução e deixar em ebulição por 5 min, filtrar ainda quente e lavar com pequenas porções, totalizando 10 mL de água a aproximadamente 80ºC. Transferir o filtrado para balão volumétrico de 100 mL, esfriar e completar o volume com água (solução A). b) Cálcio: transferir, para erlenmeyer de 250 mL, 25,0 mL da solução A (item 3.4.2.4.a), acrescentando aproximadamente 50 mL de água e, sob agitação, 6,0 mL de solução com pH 12 (item 3.4.2.3.j) e 5 gotas de solução de calcon (item 3.4.2.3.d). Titular com solução de EDTA-Na2 (item 3.4.2.3.b), até obtenção de cor azul estável, que indica o ponto final da titulação. c) Cálcio + magnésio: transferir, para erlenmeyer de 250 mL, 25,0 mL da solução A (item 3.4.2.4.a), acrescentando aproximadamente 50 mL de água e, sob agitação, 7,0 mL de solução com pH 10 (item 3.4.2.3.e) e 5 a 7 gotas de solução de negro de eriocromo T (item 3.4.2.3.c). Titular com solução de EDTA-Na2 (item 3.4.2.3.b), até obtenção de cor azul estável, que indica o ponto final da titulação. OBSERVAÇÃO 1) 1,0 mL de EDTA-Na2 a 0,01 mol L-1 é equivalente a 0,4 mg de Ca. VANTAGENS a) Baixo custo. b) Boa repetibilidade. LIMITAÇÕES a) Utilização de reagentes altamente tóxicos e venenosos. b) Método sujeito a sérios problemas de interferência. 3.5. ENXOFRE 3.5.1 TURBIDIMETRIA 3.5.1.1. PRINCÍPIO Baseia-se na quantificação da turbidez provocada pela precipitação do íon enxofre pelo cloreto de bário, na forma de sulfato de bário (BaSO4) (MALAVOLTA et a., 1989). 3.5.1.2 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Espectrofotômetro ou turbidímetro. b) Agitador do tipo Vortex. 3.5.1.3 REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Cristais de BaCl2 passados em peneira de 60 “mesh” (malha = 0,25 mm). c) Solução analítica concentrada de S (1000 mg.L-1 de S-SO4): pesar 5,434g de K2S04, seco em estufa, dissolver em água e completar o volume para 1000 mL. d) Soluções analíticas de enxofre (0,0; 10,0; 15,0; 20,0; 30,0; 40,0 e 50,0 mg.L-1 de S): em balões volumétricos de 100 mL, adicionar, respectivamente, 0,0; 1,0; 1,5; 2,0;2,5; 3,0;4,0 e 5,0 mL da solução analítica concentrada de enxofre (item 3.5.1.3.c), completando o volume com água. e) Solução de HCl, 6 mol L-1 (com 20 mg.L-1 de S): dissolver 0,1087g de K2SO4, seco previamente em estufa, em 200 mL de água. Em seguida, adicionar 500 mL de HCl. Agitar até completa dissolução do sal e completar o volume para 1000 mL com água. 3.5.1.4 PROCEDIMENTO Transferir 2,0 mL do extrato obtido na decomposição da amostra (item 2.3.4.A) ou da solução analítica de S (item 3.5.1.3.d) e completar o volume para 20,0 mL com água. Em seguida, transferir 10,0 mL dessa solução para tubo de 30,0 mL, adicionando 1,0 mL da solução de HCl (item 3.5.1.3.e) e 0,5 g de BaCl2 (item 3.5.1.3.b). Agitar vigorosamente por 30 s e, após 4 min (cronometrados), efetuar leitura no espectrofotômetro, em comprimento de onda de 420 nm, ou no turbidímetro. OBSERVAÇÃO: A leitura deve ser realizada impreterivelmente entre 4 e 8 min, uma vez que o precipitado de BaCl4 decanta-se rapidamente. VANTAGEM Baixo custo. LIMITAÇÃO Baixa sensibilidade. 3.6 COBRE, ZINCO, FERRO E MANGANÊS 3.6.1. PRINCÍPIO O tecido vegetal pode ser decomposto por via úmida (item 2.3) e a determinação do elemento é realizada diretamente no extrato por espectrometria de absorção atômica. 3.6.1.2 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Espectrômetro de absorção atômica, com lâmpada de catodo oco de Cu, Zn, Fe e Mn. 3.6.1.3 REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Soluções de ácido clorídrico: 6,0 mol L-1 e 2,0 mol L-1. c) Solução analítica concentrada de cobre (com 100 mg L-1 de Cu): dissolver 0,393 g de CuSO4 5⋅H2O em solução de HNO3 a 0,2 mol L-1. d) Solução analítica concentrada de ferro (com 100 mg L-1 de Fe): pesar e dissolver 0,702 g de sulfato ferroso amoniacal (NH4)2Fe(SO)4⋅6H2O em 50 mL de água desionizada que contenha 10,0 mL de H2SO4 concentrado e completar o volume para 1000 mL com água desionizada. e) Solução analítica concentrada de manganês (com 100 mg L-1 de Mn): pesar 0,31 g de MnSO4⋅H2O e dissolver em solução de HNO3 a 0,2 mol L-1, completando o volume para 1000 mL. f) Solução analítica concentrada de zinco (com 100 mg L-1 de Zn): pesar e dissolver 0,440 g de ZnSO4⋅7H2O em solução de HNO3, 0,2 mol L-1, completando o volume para 1000 mL com esta solução. OBSERVAÇÃO Para evitar problemas devidos a contaminações e/ou alterações no estado físico-químico dos sais, recomenda-se o uso de soluções analíticas concentradas disponíveis no comércio. g) Curva de calibração mista de cobre, ferro, manganês e zinco: a partir das soluções analíticas concentradas (itens 3.6.1.3.c, d, e, f), transferir, para balão volumétrico de 100 mL, alíquotas apropriadas para que a curva de calibração final se encontre dentro da faixa linear respectiva de cada elemento, completando o volume, mantendo-se a mesma condição de acidez final das amostras. 3.6.1.4 PROCEDIMENTO Para cada elemento, calibrar o equipamento com a curva de calibração mista (item 3.6.1.3.g) e proceder às leituras diretamente no extrato obtido a partir da decomposição da amostra (item 2.3). Verificar o alinhamento da lâmpada e a adequação da chama (item 3.7). 3.7. REGRAS BÁSICAS PARA MANUTENÇÃO DE ROTINA EM ESPECTRÔMETROS DE ABSORÇÃO ATÔMICA Instrumentos em boas condições de operação devem ser considerados prioridade em qualquer laboratório de análises. Para isso, é necessário implantar um programa de manutenção (manutenção geral do instrumento, manutenção no fornecimento de gás, manutenção dos componentes da chama e manutenção dos componentes do forno), visando ao aumento da vida útil do instrumento, ao tempo de parada reduzido e à melhoria geral no desempenho do instrumento, dando ao operador maior confiança na validade de seus resultados analíticos. Este tópico foi extraído no manual operacional da Embrapa Pecuária Sudeste. 3.7.1. MANUTENÇÃO GERAL DO INSTRUMENTO Poeira e vapores condensados podem se acumular no invólucro do instrumento e líquidos corrosivos podem espirrar no instrumento. Para minimizar os danos, limpe o instrumento com pano macio, úmido, usando água ou solução detergente fraca. Não use solventes orgânicos. Nas janelas do compartimento da amostra e nas janelas da lâmpada podem se acumular poeira ou marcas digitais. Nesses casos, limpe as janelas com pano macio umedecido com álcool isopropílico. Se as janelas não estiverem limpas, o operador observará sinais de ruído das lâmpadas e resultados analíticos não reprodutíveis. Evitar a instalação do equipamento em locais onde haja alta concentração de poeira e vapores. O equipamento não deverá ser exposto à incidência direta de raios do sol e a corrente elétrica deverá ser estabilizada, visando ao aumento da vida útil dos componentes eletrônicos. Os componentes óticos vedados deverão ser limpos por especialistas da assistência técnica autorizada. 3.7.2. MANUTENÇÃODO FORNECIMENTO DE GÁS A chama tem a finalidade de transformar íons e moléculas em átomos no estado fundamental. Os gases mais apropriados para uso em espectrometria de absorção atômica por chama são o ar ou o óxido nitroso, empregados como gases de suporte da combustão, e o acetileno, empregado como gás combustível. Cada gás é fornecido ao instrumento por meio de sistema de fornecimento dotado de tubos e mangueiras de borracha. Tubulação de cobre pode ser utilizado para os gases oxidantes e o acetileno só deve ser fornecido por meio de tubulação de aço inoxidável. Verificar regularmente as conexões da rede de gases, para prevenir possíveis vazamentos, especialmente quando os cilindros são trocados, usando solução de detergente ou mistura de etanol e água. O tipo de chama mais utilizado em espectrometria de absorção atômica é a mistura ar-acetileno, numa proporção relativamente elevada de oxidante em relação ao combustível (chama azul). A mudança na proporção oxidante:combustível pode alterar o equilíbrio e pode melhorar significativamente a eficiência de atomização. A chama redutora (amarela) é obtida aumentando-se a quantidade de acetileno em relação ao ar, promovendo aumento da pressão parcial de uma série de produtos da combustão (por exemplo, CO); isso facilita a atomização de elementos com tendências de formação de óxidos refratários. Por outro lado, a chama oxidante (azul clara) é obtida diminuindo a quantidade de acetileno em relação ao ar, o que favorece aqueles elementos cuja eficiência de atomização se dá pela formação de óxidos. Quanto à manutenção, deve-se verificar se as mangueiras de borracha ligadas ao instrumento estão gastas ou rachadas. Além disso, a cada troca de carga dos gases, verificar se os reguladores e as válvulas estão funcionando corretamente. Por serem usados ou produzidos gases potencialmente tóxicos na chama, é necessário usar um sistema de exaustão apropriado, com capacidade mínima de 6 m3/min , ou o recomendado pelo fabricante do instrumento. 3.7.3. AR COMPRIMIDO O ar pode ser fornecido ao instrumento a partir de cilindros ou de um compressor de ar, sendo os cilindros fonte mais dispendiosa. Se for utilizado ar comprimido produzido por um compressor, um conjunto de filtro e regulador na linha de entrada para o instrumento deverá ser instalado. O fornecimento deve ter pressão de entrada de 60 psi e o ar deve ser limpo, seco e livre de óleo. Excesso de ruído na leitura poderá ser atribuído ao ar contaminado. O conjunto de filtro de ar constitui um componente essencial do espectrômetro de absorção atômica e sua inclusão na instalação de fornecimento de ar é obrigatória. Semanalmente, verifique se o filtro contém acumulo de partículas e de umidade. Quando necessário, desmonte o conjunto de filtro de ar e limpe o elemento filtrante, o vaso e os componentes da válvula de drenagem. 3.7.4. ACETILENO O acetileno é o único gás combustível normalmente usado em espectrometria de absorção atômica por chama. O gás deve ser empacotado em acetona e ter grau de pureza de pelo menos 99,6% e especificação “grau AA”. A pressão de entrada deve ser regulada e nunca exceder 15 psi. Verificar o manual de operações do instrumento para que a pressão seja corrigida em conformidade com as exigências do fabricante. Verificar diariamente a pressão do cilindro de acetileno, evitando que seja inferior a 100 psi, para impedir que a acetona entre na linha de gás, provocando degradação dos resultados analíticos e causando danos ao instrumento. 3.7.5. ÓXIDO NITROSO O óxido nitroso usado para a espectrometria de absorção atômica por chama deve ser livre de óleo. Se não for usado um regulador aquecido, pode ocorrer a perda da regulagem, devida ao efeito de expansão por resfriamento. Isto pode levar a resultados errados e criar o potencial para uma situação de retorno de chama com unidades de controle manual de gás. 3.7.6. MANUTENÇÃO DOS COMPONENTES DA CHAMA A manutenção dos componentes da chama deve ser rotineira, para garantir o bom desempenho do seu equipamento. Esses componentes são divididos em nebulizador, câmara de aspersão e queimador. 3.7.7. ATOMIZAÇÃO POR CHAMA O atomizador é uma parte de extrema importância na espectrometria de absorção atômica, pois neste dispositivo serão formados os átomos que absorverão a radiação proveniente da lâmpada de catodo oco e em função disso será determinada a concentração do elemento de interesse. O atomizador de chama mais comum possui um dispositivo chamado nebulizador, que pode ser constituído por uma agulha de metal ou um sistema de vidro. Em qualquer dos casos, a função do nebulizador é formar um aerossol da solução aquosa que se deseja analisar. Esse aerossol é constituído por pequenas gotículas que entram em uma câmara de nebulização e chegam ao queimador arrastado pelos gases (combustível e oxidante). O nebulizador normalmente é constituído em aço inoxidável e o queimador em titânio, para resistir às elevadas temperaturas. A parte interna da câmara de nebulização deve ser de material inerte à corrosão, podendo ser metálico ou plástico (OLIVEIRA et al., 2000). A área do nebulizador do componente de chama consiste do tubo capilar e do corpo do nebulizador. Tenha sempre cuidado para que o tubo capilar usado para aspirar as soluções esteja corretamente adaptado ao capilar do nebulizador. Quaisquer vazamentos de ar, curvaturas estreitadas ou pancadas causarão leituras instáveis, não reprodutíveis. Algumas vezes o tubo capilar de plástico pode entupir e será necessário cortar a seção entupida ou adaptar novo pedaço de tubo capilar. Em qualquer caso, deve-se verificar com cuidado, para ter certeza de que o tubo capilar esteja corretamente adaptado ao capilar do nebulizador. Este também pode apresentar entupimento. Se isto ocorrer, proceda da seguinte maneira: apague a chama; remova o tubo capilar de polietileno; remova o nebulizador de sua base e desmonte-o, conforme descrito no manual de operação do instrumento. Coloque o nebulizador em um limpador ultrassônico que contenha solução de detergente líquido a 0,5 % (Triton X-100). Se este procedimento não for eficaz, passe um arame de nebulizador livre de aparas cuidadosamente através do nebulizador e em seguida repita o procedimento de limpeza ultra-sônica; monte e instale novamente o nebulizador de acordo com as instruções. Caso formem bloqueios e se eles não forem removidos, o sinal analítico cairá continuamente até que não se observe nenhuma absorbância. Os problemas com o nebulizador podem ser minimizados tendo-se o cuidado de sempre aspirar de 50 a 500 mL de água no final de cada dia de trabalho. 3.7.8. CÂMARA DE ASPERSÃO Quando a amostra sai do nebulizador, ela vai de encontro à esfera de impacto e se divide em gotículas do tipo aerossol. A eficiência da esfera pode ser comprometida pela ocorrência de ranhuras superficiais, nas quais poderá ocorrer acumulação de material sólido. A redução na eficiência da esfera de impacto pode causar diminuição nos valores de absorbância e ruídos no sinal analítico. Ao remover o nebulizador para inspeção, certificar- se de que o mecanismo de ajuste funcione adequadamente e que a esfera esteja posicionada corretamente sobre a saída do nebulizador. Juntamente com o nebulizador e a esfera de impacto, a câmara de aspersão e o retentor de líquido devem também ser removidos para limpeza, com detergente neutro e água. Enxaguar completamente com água desionizada e secar todos os componentes. Encher novamente o retentor de líquidos e montar a câmara de aspersão, verificando possíveis deformações nos anéis de vedação ou nos bloqueios das entradas de gás. Verificar diariamente o nível do rejeito, descartá-lo num tanque de armazenagem, para posterior tratamento dos resíduos. 3.7.9. QUEIMADOR O componente final de interesse do sistema da chama é o queimador. Durante a aspiração de certas soluções, podem se formar depósitosde carvão e/ou sais no queimador, causando alteração na razão combustível:oxidante e no perfil da chama, corte potencial do feixe ótico e degradação do sinal analítico. Para minimizar o acúmulo de sais, uma solução diluída de ácido nítrico pode ser aspirada entre as amostras. Se os sais continuarem a se acumular, desligar a chama e usar a tira de limpeza fornecida com o instrumento. Introduza a tira na abertura do queimador e mova-a para trás e para a frente através da abertura. Isto deve deslocar quaisquer partículas que serão então afastadas logo que a chama seja acesa e a água aspirada. Não use objetos afiados, tais como lâminas de barbear para limpar o queimador, pois podem causar ranhuras na abertura, formando áreas onde os sais e o carvão possam se acumular em velocidade acelerada. Se este tipo de limpeza não for eficiente, remova o queimador, inverta-o e embeba-o em água morna com sabão. Uma escova facilitará a limpeza. Também pode ser embebido em solução de ácido nítrico a 0,5% (v/v). Uma alternativa para a limpeza são os banhos ultra-sônicos com detergente não-iônico diluído. Após a limpeza, enxágüe-o completamente com água desionizada e seque antes de instalá-lo no instrumento. Nunca desmonte o queimador para limpeza, pois se for montado incorretamente ocorrerá vazamento de misturas gasosas, com potencial para causar explosões. Esta manutenção deve ser feita semanalmente. Após o término das análises, deve-se aspirar de 50 a 100 mL de água desionizada, para limpar o nebulizador, a câmara de aspersão e o queimador. 3.7.10. PROGRAMA DE MANUTENÇÃO PERIÓDICA Diariamente • Verificar o gás, • Verificar o sistema de exaustão, • Esvaziar o receptáculo de drenagem, • Limpar as janelas do compartimento de amostra e • Enxaguar a câmara de aspersão com 100 mL de água destilada. Semanalmente • Desmontar a câmara de aspersão e verificar a esfera de impacto e os componentes do nebulizador e • Lavar a câmara de aspersão e o retentor de líquidos, limpar o queimador, trocar o líquido do retentor, verificar os anéis de vedação, verificar o conjunto de filtros de ar e limpar o instrumento com pano. No momento da troca dos gases Verificar vazamentos, pressão dos reguladores e mangueiras de fornecimento de gás. 3.8. BORO 3.8.1. AZOMETINA-H 3.8.1.1. PRINCÍPIO Técnica de espectrometria de absorção molecular, cuja determinação é baseada na formação de um complexo de coloração amarela resultante da reação do ácido bórico com o reagente azometina-H (WHO, 1998, WOLF, 1971). Em soluções aquosas, o reagente é amarelado e se dissocia de acordo com a seguinte reação (WOLF, 1971): O ácido bórico desloca o equilíbrio para a esquerda, aumentando a intensidade da coloração amarela proporcionalmente à concentração de boro. Esse deslocamento é relativamente lento. 3.8.1.2 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Cadinho de porcelana. b) Forno do tipo mufla. c) Tubos de ensaio de polipropileno. d) Espectrofotômetro VIS. 3.8.1.3. REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Ácido clorídrico, 0,1 mol L-1: dissolver 8,3 mL de HCl concentrado em 1000 mL com H20 destilada. Armazenar em frasco plástico. c) Solução de ácido ascórbico-L a 1%: pesar e dissolver 1 g de ácido ascórbico-L em 100 mL de água. d) Solução-tampão: pesar e dissolver 500 g de acetato de amônio e 30 g de EDTA em 800 mL de água. Adicionar lentamente 250 mL de ácido acético glacial e homogeneizar. e) Solução de azometina-H: dissolver 0,45 g de azometina-H em 100 mL da solução de NH2 OH O3S HO3S CHO OH N OH C HOH3BO3 H2O Ácido H Alde ído Salicílico Azometina- HH NH2 OH O3S HO3S CHO OH N OH C HOH3BO3 H2O Ácido H Alde ído Salicílico Azometina- HH NH2 OH O3S HO3S CHO OH N OH C HOH3BO3 H2O Ácido H Alde ído Salicílico Azometina- HH ácido ascórbico (item 3.8.1.3.a). Esta solução deve ser preparada semanalmente, armazenada em frasco escuro e conservada no refrigerador. f) Solução analítica concentrada de boro (50,0 mg L-1): dissolver 0,286 g de ácido bórico em HCI a 0,1 mol L-1, completar o volume para 1000 mL com o ácido. Armazenar em frasco plástico. g) Curva de calibração: transferir, para balões volumétricos de 100 mL, 0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0 mL da solução analítica concentrada e completar o volume com HCI a 0,1 mol L-1, guardando em frascos plásticos. Essas soluções contêm, respectivamente, 0,0; 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; e 2,5 mg L-1 de boro. 3.8.1.4. PROCEDIMENTO 3.8.1.4.1. Preparo do extrato Incinerar 250 mg da amostra, seca e moída, a 5000C durante cerca de 2 h. Dissolver as cinzas com 10 mL de solução de HCl a 0,1 mol L-1. Homogeneizar. 3.8.1.4.2. Determinação Transferir, para tubos de ensaio de polipropileno, alíquota de 2,0 mL da curva de calibração ou da amostra. Juntar 2,0 mL da solução-tampão e homogeneizar. Adicionar 2,0 mL da solução de azometina-H a 0,45% e agitar. Após 30 min, transferir as soluções amarelo- avermelhadas para tubos do espectrofotômetro e proceder às leituras em filtro azul, em 420 nm, acertando o zero do aparelho com HCI a 0,1 mol L-1. VANTAGENS a) Método rápido e preciso. b) Alta sensibilidade. LIMITAÇÕES a) Alto custo operacional. b) Uso de reagentes tóxicos e irritantes (azometina-H). 3.8.2. CURCUMINA 3.8.2.1. PRINCÍPIO O método fundamenta-se na reação entre o ânion borato e a curcumina em presença de ácido oxálico, havendo a formação de um composto, constituído predominantemente de rubrocurcumina, solúvel em álcool etílico e medido espectrometricamente (WHO, 1998, WOLF, 1971). 3.8.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Cadinhos de porcelana. b) Forno do tipo mufla. c) Copos plásticos. d) Banho termostatisado. e) Centrífuga. f) Espectrofotômetro. 3.8.2.3 REAGENTES E SOLUÇÕES a) Água destilada e desionizada. b) Ácido clorídico, 0,1 mol L-1: ver item 3.8.1.3.b. c) Álcool etílico 96°G.L. d) Curcumina. e) Ácido oxálico. f) Ácido clorídrico. g) Solução de álcool etílico 96°GL, livre de boro. h) Solução de curcumina em ácido oxálico: dissolver 0,04 g de curcumina finamente moída e 5,0 g de ácido oxálico em 100 ml de álcool etílico a 95%. Guardar em frasco escuro em refrigerador (preparar semanalmente). i) Solução analítica concentrada de boro (50,0 mg.L-1): ver item 3.8.1.3.f. j) Curva de calibração: ver item 3.8.1.3.g 3.8.2.4. PROCEDIMENTO 3.8.2.4.1. Preparo do extrato Ver item 3.8.1.4.1. 3.8.4.2. Determinação Transferir 1,0 mL do extrato ou da curva de calibração para frascos plásticos de 50 mL. Juntar 4,0 mL da solução de curcumina em ácido oxálico e misturar. Colocar os frascos em banho-maria e mantê-los a 55 ± 3ºC, de modo que a parte que contenha as soluções fique uniformemente mergulhada. Alternativa: colocar os frascos em estufa na mesma temperatura. Deixar secar e conservar os frascos com as amostras no banho por mais 15 min. Retirar os frascos e esfriar em temperatura ambiente. Juntar exatamente 25 mL de álcool etílico (95% − 96%), friccionando com bastonete de vidro com ponta de borracha até dissolver todo o resíduo. Transferir as soluções para tubos do espectrômetro e ler (até 1 − 2 h após), usando filtro verde (540 nm), acertando o zero com solução de HCl a 0,1 mol L-1. VANTAGENS a) Alta sensibilidade. b) Método preciso. LIMITAÇÃO O extrato deve ser lido no máximo até 60 min após a estabilização da coloração. 4. SISTEMA POLIVALENTE PARA DETERMINAÇÃO MULTIELEMENTAR EM ANÁLISE DE PLANTAS 4.1. PRINCÍPIO O sistema polivalente por injeção em fluxo consiste na utilização de um único sistema capaz de realizar diferentes determinações. Não são necessárias modificações no módulo de análise para a determinação de um ou outro elemento. O sistema polivalente foi projetado para determinação de ferro, cobre, manganês, zinco, cálcio, magnésio e fósforo em plantas. As medidas espectrofotométricaspodem ser realizadas após apropriadas modificações dos reagentes, das suas concentrações, do volume de amostra injetada e/ou do comprimento de onda (SILVA et al., 1998a,b). A determinação do ferro total baseia-se na reação entre o Fe(II) e a o-fenantrolina, após prévia redução do Fe(III) do digerido por ácido ascórbico. A determinação de cobre explora o efeito catalítico dos íons cúpricos na oxidação dos íons férricos pelo tiossulfato. A coloração avermelhada do complexo intermediário [Fe(S2O3)]2- decresce proporcionalmente à concentração de cobre do digerido. A formaldoxima atua como reagente cromogênico para determinação de manganês. Em meio alcalino, ela forma solução avermelhada com os íons Mn (II). Como o ferro torna-se uma espécie potencialmente interferente, emprega-se o KCN, pois complexa o ferro sem afetar o sinal analítico do composto Mn-formaldoxima formado. A determinação de zinco baseia-se na formação do complexo azul Zn-Zincon. A o-cresolftaleína complexona (CPC) é o reagente cromogênico utilizado nas determinações de cálcio e magnésio, após adição de ácido bis(aminoetil)glicoeter-N,N,N´,N´-tetraacético (EGTA) ou oxina e solução-tampão adequada para melhoria na seletividade. A presença de ferro em concentrações >10 mg L-1 conduz à redução pronunciada do sinal analítico do magnésio. Para minimizar esse efeito, a adição de 3,0% (m/v) de KCN ao reagente R1 deve ser empregada e nessa situação a concentração de ferro tolerada é de aproximadamente 50 mg L-1. A determinação do fósforo baseia-se na metodologia do amarelo de indofenol. Em meio ácido, o fósforo reage com os íons do reagente R1 para formar um complexo amarelo. Esta reação apresenta sensibilidade e seletividade adequadas para análises de plantas. 4.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Bomba peristáltica com 8 canais c) Tubos de Tygon, para bombeamento. d) Injetor-comutador de acrílico, do tipo 1:3. e) Espectrofotômetro com célula de fluxo. f) Registrador potenciométrico. g) Tubos de polietileno (0,8 mm d. i.). 4.3. REAGENTES E SOLUÇÕES Todas as soluções devem ser preparadas com reagentes químicos de grau analítico e água destilada e desionizada. A matéria orgânica é mineralizada por via seca: 0,25 g de tecido vegetal seco, finamente moído e peneirado é incinerado e os resíduos são recuperados em 5,0 mL de 1,0 mol L-1 de HCl e diluídos 5 vezes com água, apresentando concentração final aproximada de 0,2 mol L- 1 de HCl, sendo esta a concentração utilizada no fluxo transportador (C, Fig. 1). Considerando-se os teores esperados de zinco, cobre, manganês, ferro, cálcio, magnésio e fósforo dos digeridos, curvas de calibração mistas são preparadas em 0,2 mol L-1 de HCl contendo de 0,00 a 2,00 mg L-1 de Zn, Cu e Mn + 0,0 a 10,0 mg L-1 de Fe e Mg + 0,0 a 16,0 mg.L-1 de P-P04, + 0,0 a 40,0 mg L-1 de Ca. As soluções-estoque são de 1000,0 mg.L-1 de Zn, Cu, Fe ou Ca (com base em ZnSO4, CuCl2, FeCl3⋅2H2O ou CaCO3, em HCl) e de 250,0 mg.L-1 de Mg ou P (MgSO4⋅7H2O ou KH2PO4). Ferro: R1 (Fig. 2) − solução com 2,0% (m/v) de ácido ascórbico, preparada diariamente e estocada em frasco escuro; R2 − solução com 2,0 mol L-1 de acetato de amônio mais 0,25% (m/v) de 1,10 o-fenantrolina (fen), preparada a partir da solubilização de 15,42 g de NH4CH3COOH + 0,25 g de fen em 100 mL de água, e R3 − água. Cobre, R1 − solução com 0,10 mol L-1 de tiossulfato de sódio, preparada a partir da solubilização de 2,48 g Na2S2O3 em 100 mL de água; R2 − água e R3 − solução com 0,05 mol L-1 de sulfato férrico, preparada a partir da solubilização de 1,3 g de FeCl3⋅2H2O em 100 mL de água. Zinco, R1 − solução com 2,0% (m/v) de ácido ascórbico, preparada diariamente e estocada em frasco escuro; R2 − solução com 0,5 mol L-1 de Na2B4O7 + 0,7 mol L-1 de NaOH + 0,5% (m/v) de KCN, preparada a partir da solubilização de 2,80 g de NaOH + 0,5 g de KCN + 10,1 g de Na2B4O7 em aproximadamente 80 mL de água quente sob agitação, ajustando o pH para 9,4 (2,0 mol L-1 de NaOH ou 6,0 mol L-1 de HCl) e completando-se o volume para 100 mL com água e R3 − solução com 0,04% (m/v) de Zincon (2-carboxi-2´-hidroxi-5´- sulfoformazilbenzeno) + 0,37% (m/v) de formaldeído, preparada pela solubilização de 0,04 g de Zincon e 1,0 mL de solução-estoque com 37% (m/v) de formaldeído padronizado. Manganês, R1 − solução com 2,0% (m/v) de ácido ascórbico, R2 − solução com 2,0 mol L-1 de NaOH + 3,0% (m/v) de KCN, dissolvidos em água, e R3 − solução com 0,5 mol L-1 de formaldoxima, preparada pela solubilização de 7,0 g de cloreto de hidroxilamina + 3,0 mL de formaldeído a 37% (m/v), em 100 mL de água. Cálcio, R1 − solução com 0,5 mol L-1 de NaOH + 3,0% (m/v) de KCN, R2 − solução-tampão (0,5 mol L-1 de NH3-NH4, pH = 10,5) preparada pela solubilização de 26,7 g de NH4Cl + 20,0 g NaOH em cerca de 800 mL de água, ajustando-se o pH para 10,5 e completando-se o volume com água para 1.000 mL, e R3 − solução com 0,01% (m/v) de o-cresolftaleína complexona (CPC) + oxina a 0,2% (m/v), preparada pela dissolução de 0,002 g de CPC e 0,4 g de oxina em 2,0 mL de 5,0 mol L-1 de HCl, completando o volume para 200 mL com água. Magnésio, R1 solução com 0,5 mol L-1 de NaOH + 3,0% (m/v) de KCN, R2 − solução-tampão (0,5 mol L-1 de NH3-NH4, pH = 10,5) + 4,5.10-3 mol L-1 de EGTA + 5,0.10-3 mol L-1 de BaCl2⋅2H2O, preparada pela solubilização de 20,0 g de NaOH + 26,7 g de NH4Cl + 1,21 g de BaCl2⋅2H2O + 1,71 g de EGTA em 1000 mL de água e R3 − solução com 0,03% (m/v) de CPC. Fósforo, R1 − água; R2 − solução com 1,6% (m/v) de molibdato de amônio, preparada pela dissolução de 16,0 g de (NH4)6Mo7O24⋅4H2O em aproximadamente 800 mL de água quente e completando-se o volume para 1000 mL com água, e R3 − solução com 0,08% (m/v) de metavanadato de amônio, preparada pela dissolução de 0,80 g de (NH4)VO3 em água quente, adicionando-se 112,0 mL de HNO3 concentrado e completando-se o volume para 1.000 mL com água. 4.4. PROCEDIMENTO O diagrama de fluxos é mostrado na Fig. 2. O comprimento da alça de amostragem L, através da qual a amostra é aspirada (4,0 mL.min-1), é de 50 cm (cerca de 250 µL) para Fe, Cu, Zn e Mn, de 20 cm (cerca de 100 µL) para P e Mg, ou de 10 cm (cerca de 50 µL) para determinação de Ca. Após modificação da posição do injetor-comutador, a alíquota da amostra selecionada é introduzida no fluxo transportador (4,0 mL.min-1). A zona de amostra estabelecida recebe os reagentes R1, R2 e R3 (1,0 mL.min-1), passa pelas bobinas B1, B2 e B3 (30, 50 e 300 cm) e alcança a unidade de detecção. A passagem da amostra processada através da célula de fluxo resulta em um sinal transiente proporcional à concentração do analito contido na amostra, monitorado no comprimento de onda adequado (Tabela 1). Após o registro do sinal analítico, o injetor-comutador retorna à posição inicial na Fig. 2, para que nova alíquota da amostra seja introduzida no fluxo transportador. W W C IC R1 R2 R3 B3 S L B1 B2 D Figura 2. Sistema polivalente por injeção em fluxo. IC = injetor-comutador, A = amostra; L = alça de amostragem; C = fluxo transportador (4,0 mL.min-1); R1, R2, R3 = reagentes (1,0 mL.min-1); B1, B2, B3 = bobinas de reação (30, 50, 200 cm); D = detector, W = descarte. Linha pontilhada = posição alternativa do IC com a movimentação da porção central; setas = direção de bombeamento. Outras indicações sobre as dimensões do sistema encontram-se na Tabela 1. Tab. 1. Concentrações dos reagents, comprimento de onda, linearidade e equações de calibração para determinação de Fe, Cu, Mn, Zn, Ca, Mg e P em plantas por sistema polivalente por injeção em fluxo. Elemento L1 cm λ nm linearidade mg L-1 R1 1,0 mL min-1 R2 1,0 mL min-1 R3 1.0 mL min-1 Ferro 50 512 até 10,0 2,0 % (w/v) ácido ascorbico 0,25 % (w/v) fen + 2,0 M NH4OAc H2O Zinco 50 630 2,0 2,0 % (w/v) ácido ascorbico 0,5 % (w/v) KCN + 0,7 molL-1 NaOH + 0,5 mol L-1 Na2B4O7 0,04 % (w/v) Zincon + 1,0 % (w/v) HCHO + 0,02 mol L-1 NaOH Manganês 50 455 2,0 2,0 % (w/v) ácido ascorbico 3,0 % (w/v) KCN + 2,0 mol L-1 NaOH 0,5 mol L-1 formaldoxina Cobre 50 550 2,0 0,10 mol L-1 Na2S2O3 H2O 0,050 mol L-1 Fe (III) Cálcio 10 575 30,0 0,5 mol L-1 NaOH + 3,0 % (w/v) KCN 0,5 mol L-1 NH3/NH4 (pH 10,5) 0,01 % (w/v) CPC + 0,2 % (w/v) oxina Magnésio 20 570 10,0 0,5 mol L-1 NaOH + 3,0 % (w/v) KCN 0,0045 mol L-1 EGTA+ 0,005 mol L-1 Ba (II) + 0,5 mol L-1 NH3/NH4 (pH 10,5) 0,03 % (w/v) CPC Fósforo 20 420 30,0 H2O 1,6 % (w/v) (NH4)6Mo7O24 .4H2O 0,08 % (w/v) (NH4)VO3 1. Alça de amostragem – diâmetro 0,8 mm. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AOAC. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists International. 16 ed., Arlington, 1995. v.1, cap.3. KRUG, F.J. Métodos de Decomposição de Amostras. IN: III Workshop sobre Preparo de Amostras. São Carlos, SP. 2000. 148p. MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, S.A., Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. Piracicaba, Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1989, 201p. MILLS, H.A.; JONES JR., J.B. Plant Analysis Handbook II. A practica sampling, preparation, analysis, and interpretation guide. 2.ed., Athens, Georgia: Micro-Macro Publishing, Inc., 1996. 422p. MIYAZAWA, M.; PAVAN , M.A.; BLOCH, M.F.M. Determination of Ca, Mg, K, Mn, Cu, Zn, Fe and P in coffee, soybean, corn, sunflower, and pasture grass leaf tissues by a HCl Extraction Method. Communications in Soil Science Plant Analysis, 15, 141 (1984). NOGUEIRA, A.R.A., SOUZA, G.B., BATISTA, L.A.R., Determinação Espectrofotométrica de Nitrogênio em Digeridos de Plantas em Sistema de Análise por Injeção em Fluxo. Química Nova, v.19 (1), p.33-36,1996. OLIVEIRA, P.V., KRUG, F.J., NÓBREGA, J.A, Espectrometria de Absorção Atômica. Apostila- Curso em Análise Química. Piracicaba, 2000. QUEVAUVILLER, P. Conclusions of the Workshop- improvements of trace element determination in plant matrices. Science Total Enviromental, Brussels. v.176, p.141- 148, 1995. RUZICKA, J.; HANSEN, E.H. Flow injection analysis, 2 ed.New York: John Wiley, 1988, 497p. SILVA, F.V., NOGUEIRA, A.R.A., SOUZA, G.B., ZAGATTO, E.A.G. A polyvalent flow injection system for multielemntal, spectrophotometric analysis of plant material. Analytica Chimica Acta, v. 370, p.39-46, 1998a. SILVA, F.V., SOUZA, G.B., NOGUEIRA, A.R.A., Utilização de sistemas de análise por injeção em fluxo em laboratório de nutrição animal: Sistema polivalente para determinação multielementar em plantas. São Carlos: EMBRAPA-CPPSE, 1998b, 27p. (Boletim de Pesquisa, 3). WHO. Boron Environmental health criteria. No.204. A WHO monograph. Genova - Switzerland: World Heath Organization, 1998. WOLF, B. The determination of boron in soil extracts, plant materials, composts, manures, water and nutrient solutions, Soil Science and Plant Analysis, 2 (5) 363-374 (1971). CAPÍTULO 9 - ANÁLISE DE ALIMENTOS Ana Rita de Araujo Nogueira1 Ari Luiz de Castro2 Carlos Roberto Bernardi3 Dirceu Luís Zanotto3 Gilberto Batista de Souza1, Coordenador Gustavo Eugênio Gerhard Barrocas4 Heloísa Carneiro5 Janice Ribeiro Lima6 José Roberto Ferreira5 Mônica Martini7 Nilva Gaudereto Martins5 Sidnéa Cordeiro de Freitas8 Valéria Saldanha Bezerra9 1. INTRODUÇÃO A análise química do alimento é fundamental quando o objetivo é a avaliação da sua qualidade, a partir de informações sobre os teores de nutrientes, para viabilizar dietas balanceadas. A quantificação dos nutrientes presentes nos alimentos para animais proporciona maior conhecimento do seu valor nutritivo, possibilita adequar dietas mais eficientes e racionaliza a utilização dos recursos. As metodologias descritas nesse capítulo foram catalogadas com base em informações fornecidas pelos responsáveis pelos laboratórios de nutrição animal e humana nos diferentes centros da Embrapa. São procedimentos já testados e publicados em outras fontes e maiores detalhes poderão ser obtidos nas referências bibliográficas de cada procedimento. 2. DETERMINAÇÃO DE MATÉRIA SECA 2.1. Procedimento convencional 2.1.1. APLICAÇÃO Produtos e subprodutos de origem animal, vegetal e mineral, e rações e concentrados. 1 Embrapa Pecuária Sudeste; 2Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, USP Campus Pirassununga; 3Embrapa Suínos e Aves; 4Embrapa Gado de Corte; 5Embrapa Gado de Leite; 6Embrapa Agroindústria Tropical; 7Coordenadoria de Defesa da Agricultura, CDA; 8Embrapa Agroindustria de Alimentos; 9Embrapa Amapá. 2.1.1 PRINCÍPIO O método é baseado na evaporação da água presente na amostra, pela ação do calor. Sua determinação é importante, porque os resultados de outras determinações são corrigidos e fornecidos com base na matéria seca (SILVA & QUEIROZ, 2002, COMPÊNDIO BRASILEIRO DE NUTRIÇÃO ANIMAL, 1998). O teor de matéria seca, em percentagem, é obtido pela diferença das pesagens entre o recipiente com a amostra úmida e o recipiente com a amostra seca. O termo “amostra seca ao ar” – ASA refere-se à secagem a 65ºC em estufa com circulação forçada de ar, enquanto a “amostra seca em estufa” – ASE, refere-se à secagem em estufa a 105ºC, após a amostra ter sido inicialmente secada a 65oC (ASA) e moída. A “matéria seca” é o resultado da multiplicação entre as secagens: ASA x ASE. 2.1.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Balança (precisão de 0,01 g). - Balança analítica (precisão de 0,0001 g). - Estufa de secagem com circulação forçada de ar (65ºC). - Estufa de secagem (105ºC). - Dessecador, com cloreto de cálcio e sílica-gel como indicador de umidade. - Recipiente para pesagem da ASA - sacos de papel com capacidade para 3 kg, para folhas e grãos, ou formas de vidro refratário (tipo Pyrex®), para amostras pastosas ou líquidas. - Recipiente para pesagem da ASE - cadinho ou cápsula de porcelana, béquer de vidro, pesa-filtro ou cápsula de alumínio. - Pinça de aço inoxidável. - Espátula de aço inoxidável, meia cana. 2.1.4. REAGENTES E SOLUÇÕES Não são empregados reagentes e soluções nesta determinação. 2.1.5. PROCEDIMENTO 2.1.5.1. Amostra seca ao Ar – ASA (secagem em estufa estufa a 65ºC) Pesar (precisão de 0,01 g) o recipiente que irá conter a amostra (saco de papel ou forma de vidro) - M1. Obs.: O recipiente deve estar limpo e seco. - Adicionar a amostra (aproximadamente 150 g), registrando a massa - M2. - Colocar o recipiente com a amostra em estufa com circulação forçada de ar, regulada para 65ºC, por 72 h. - Retirar da estufa, deixar esfriar no ambiente por 30 min e registrar a massa (precisão 0,01 g) – M3. Obs.: Quando a umidade do ar for alta, é recomendável deixar a amostra esfriar em dessecador. - Reservar a amostra seca para moagem e posterior determinação da ASE. 2.1.5.2. Amostra seca em estufa a 105ºC - ASE - Secar, durante 2 h (em estufa a 105ºC), o recipiente em que será colocada a amostra. - Retirar o recipiente da estufa, colocar em dessecador por 1 h e pesar (precisão de 0,0001 g) – M4. - Adicionar de 1 a 5 g da amostra ao recipiente e pesar novamente – M5. - Transferir o recipiente com a amostra para estufa a 105ºC, até massa constante (aproximadamente 6 h). Pode-se pesar maior número de amostras e colocá-las na estufa ao final do expediente, retirando-as na manhã seguinte. Obs.: A abertura freqüente da estufa ou a presença de outros materiais úmidos ou com teor elevado de umidade na estufa pode requerer tempo maior para secagem das amostras. - Retirar da estufa, deixar resfriar em dessecador por 1 h e pesar – M6. 2.1.5.3. Cálculos ASA: M1= massa (g) do recipiente; M2= massa (g) do recipiente mais a amostra antes de secar; M3= massa (g) do recipiente mais a amostra seca. ASE:M4= massa (g) do recipiente; M5= massa (g) do recipiente mais a amostra seca a 65ºC; M6= massa (g) do recipiente mais a amostra seca a 105ºC. Matéria seca (MS): ASA (%) = (M3 – M1) x 100 (M2 – M1) ASE (%) = (M6 – M4) x 100 (M5 – M4) MS (%) = ASA x ASE 100 OBSERVAÇÕES 1. Na determinação da ASA, se a balança possuir o recurso de tara, é conveniente utilizá-lo, pois elimina-se a massa inicial do recipiente, facilitando as anotações e os cálculos posteriores. Assim, quando se calcula a percentagem da ASA, basta fazer as adequações necessárias na fórmula descrita no item anterior. 2. A maioria dos resultados das determinações realizadas por laboratórios da área de Nutrição Animal e Alimentos é expressa em percentagem da matéria seca. Para isso, é necessária a determinação da percentagem de ASE, mesmo que a matéria seca não tenha sido solicitada. 3. Para alguns tipos de amostra, por exemplo, de silagem, não se deve empregar a temperatura de 65ºC para a determinação da percentagem da ASA, pois esse tipo de amostra normalmente contém compostos que podem ser volatilizados nessa temperatura. Nesse caso, recomenda-se empregar temperatura em torno de 50ºC. 4. Umidade = 100 - matéria seca (%). 2.2. DETERMINAÇÃO DE MATÉRIA SECA E UMIDADE EM PLANTAS EMPREGANDO RADIAÇÃO MICROONDAS 2.2.1. PRINCÍPIOS Alternativa ao método convencional de secagem, emprega o aquecimento por radiação microondas para a secagem do material (SOUZA et al., 2002). 2.2.2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS a) Forno de microonda doméstico b) Balança analítica c) Frasco dessecador com placa de porcelana e sílica gel com indicador de umidade d) Bequers de polietileno ou polipropileno, capacidade de 250 mL e de 1000 mL e) Balão volumétrico, capacidade de 1000 mL 2.2.3. PROCEDIMENTO 2.2.3.1. Calibração do forno de microondas A calibração do forno de microondas é importante, pois possibilita verificar a reprodutibilidade de aquecimento do forno e também conhecer o valor da temperatura e potência real de trabalho (em geral a potência nominal máxima fornecida pelos fabricantes de fornos domésticos é de 700 W). As seguintes etapas devem ser executadas: a) Equilibrar um grande volume de água à temperatura ambiente (23 ± 2°C). b) Pesar 1 kg de água (1000,0 g ± 0,1 g) em um frasco ou bequer de fluorcarbono (polipropileno ou policarbonato), ou algum outro material que não absorva significativamente energia microondas (vidros absorvem microondas e não são recomendados). Pode-se usar a medida de 1,0 L de água em balão volumétrico. c) Meça a temperatura inicial da água (Ti), que deve ser de 23 ± 2°C, medida com precisão de ± 0,05°C. d) Coloque o bequer, coberto, para aquecer no prato do forno de microondas durante 2 min (120 s) à potência indicada como máxima (100%). e) Remova o bequer e agite a água vigorosamente. Registre a temperatura (Tf) dentro de no máximo 30 segundos após terminado o aquecimento, com precisão de ± 0,05°C. f) Substitua a água aquecida por outra à temperatura ambiente. g) Repita as etapas 2, 3, 4, 5 e 6 para 80, 60, 40 e 20% de potência. h) Devem ser realizadas três medidas a cada potência medida. i) Calcule a potência da unidade de microondas de acordo com a equação: Com o emprego das condições experimentais descritas, 2 min e 1 kg de água destilada (capacidade calorífica a 25°C = 0,9997 cal g -1 °C -1), a equação de calibração pode ser simplificada para: P = 34,86∆∆∆∆T Essa equação deve ser avaliada periodicamente. Caso uma mudança significativa for detectada (± 10 W), a calibração deve ser refeita. Observação: A tensão nominal da rede não deve apresentar variação superior a ± 2 V, para que a calibração seja correta. Estabilizador deve ser utilizado caso haja instabilidade na rede elétrica. 2.2.3.2. Determinação dos teores de matéria seca (%MS) e de umidade (%UM) em amostras de silagem e de forragens frescas. a) Pesar o bequer de 250 mL (massa A). b) Pesar 20 g de silagem ou capim picado (massa B). c) Secar em forno de microondas doméstico com a seguinte rampa de aquecimento: 3 min a 165 watts, 6 min a 626 watts e 5 min a 338 watts. OBSERVAÇÃO Valores que se referem a, respectivamente: 20 %, 100 % e 50 % da potência do forno de microondas utilizado durante o desenvolvimento deste método que, após calibração, apresentou a seguinte equação: P (watts) = 5,755 × (% potência) + 50,300; r2 = 0,9963. d) Retirar os frascos do forno, esperar esfriar em dessecador e pesar a amostra seca (massa C). e) O procedimento deve ser realizado em duplicata. Cálculos: OBSERVAÇÕES 1. Deve ser observado que este método é proposto apenas para verificação dos teores de umidade, razão pela qual pode ser empregado forno de microondas doméstico. Nunca retirar a proteção metálica existente na porta do equipamento. O uso deste tipo de forno para o preparo de amostras, empregando ácidos, deve ser evitado, por razões de segurança. Quando um ácido como o ácido nítrico é empregado na digestão de amostra em microondas, seja em frascos abertos ou frascos fechados equipados com sistema de liberação de pressão, ocorre o desprendimento de gases que corroem os sistemas de segurança que protegem o magnetron e desligam o equipamento quando a porta está aberta, podendo expor o operador à energia das microondas. 2. Atualmente existem no mercado diversos fabricantes que fornecem fornos específicos para utilização em laboratórios. Esses equipamentos são dotados de todas as proteções adequadas para um funcionamento seguro. Existem inúmeras recomendações operacionais específicas, MS (%) = (C - A) × 100 (B – A) UM (%) = 100 – MS (%) fornecidas pelos fabricantes dos equipamentos de uso em laboratórios. Esses cuidados estão fora do escopo desse documento, sugerindo-se a consulta de publicações específicas sobre operação segura dos equipamentos e frascos adequados para cada necessidade. 3. DETERMINAÇÃO DE CINZAS 3.1. APLICAÇÃO Produtos e subprodutos de origem animal, vegetal e mineral, rações e concentrados. 3.2. PRINCÍPIO A amostra é calcinada em forno do tipo mufla, para eliminar a matéria orgânica. Por diferença de pesagem entre a massa do cadinho vazio e a massa do cadinho com o resíduo, encontra-se o teor das cinzas (SILVA & QUEIROZ, 2002, COMPÊNDIO BRASILEIRO DE NUTRIÇÃO ANIMAL, 1998). 3.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Estufa para secagem de material. - Forno do tipo mufla. - Balança analítica (precisão de 0,0001 g). - Dessecador com cloreto de cálcio e sílica-gel como indicador de umidade. - Pinça de metal. - Cadinho ou cápsula de porcelana (capacidade de aproximadamente 50 mL). - Espátula de aço inoxidável, meia cana. 3.4. REAGENTES E SOLUÇÕES Não são empregados reagentes ou soluções. 3.5. PROCEDIMENTO - Colocar o cadinho ou a cápsula de porcelana (previamente lavado e secado em estufa a 105ºC por 1 h), em forno do tipo mufla a 550-600ºC durante 30 min. - Retirar do forno, deixar resfriar em dessecador por 1 h e pesar = M1. - Transferir de 1 a 2 g da amostra para o cadinho ou a cápsula e pesar = M2. - Levar ao forno do tipo mufla a 300ºC por 30 min. Em seguida, aumentar lentamente a temperatura até 600ºC. Deixar nessa temperatura durante 4 h. - Desligar e esperar que a temperatura do forno atinja aproximadamente 100ºC. - Transferir a amostra para dessecador, deixar esfriar por 1 h e pesar = M3. Cálculos M1= massa (g) do cadinho ou da cápsula vazio; M2= massa (g) do cadinho ou da cápsula mais a amostra; M3= massa (g) do cadinho ou da cápsula mais o resíduo, após calcinação. OBSERVAÇÕES 1. Sempre manusear o cadinho ou a cápsula com a pinça de metal. 2. Normalmente, expressa-se o resultado corrigido, tendo-se como base de correção a percentagem de matéria seca a 105ºC. Para correção, basta multiplicar o resultado (percentagem de cinzas)por 100 e dividir pela percentagem de matéria seca a 105ºC (ASE, item 1.5.3). 3. Para amostras com alto teor de gordura, deve-se fazer pré-extração da gordura antes da incineração. Para isso, adicionar à amostra duas ou três gotas de ácido nítrico concentrado (HNO3) e deixar sobre chapa aquecedora, até secagem do ácido. Esse procedimento evita que haja perda de material em função de eclosão da amostra. 4. O resíduo obtido pode não representar toda a substância inorgânica presente na amostra; alguns sais sofrem redução ou volatilização na faixa de temperatura empregada. 5. Quando não se obtiver cinzas claras após o período mínimo de calcinação, recomenda-se a adição de duas a três gotas de HNO3 ou de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 30% (m/v) e o retorno ao forno do tipo mufla por mais 1 h. 6. Como alternativa, a pré-queima pode ser efetuada em placa aquecedora ou chama, antes de ser transferida ao forno do tipo mufla (550ºC – 600ºC). Cinzas (m/m) (%) = (M3 – M1) x 100 (M2 – M1) 4. ENERGIA BRUTA 4.1. PROCEDIMENTO CONVENCIONAL 4.1.1. APLICAÇÃO Amostras de alimento em geral. 4.1.2. PRINCÍPIO Determinação da quantidade de calor liberada, em kcal/kg ou cal/g, com a oxidação da amostra em atmosfera saturada de oxigênio sob condições adiabáticas (25 a 30 atm) (SILVA & QUEIROZ, 2002). 4.1.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Balança analítica. Calorímetro adiabático. 4.1.4. PROCEDIMENTO - Verificar as condições indicadas pelo fabricante quanto ao abastecimento de água do calorímetro. Certificar-se da presença de água no sistema. - Ligar o calorímetro à rede elétrica (verificar a voltagem correta) e proceder às condições de aquecimento indicadas pelo fabricante. Observar se há saída de água pelo canal de escoamento. - ATENÇÃO: se não houver fluxo de água no sistema, não ligar o aquecedor e nem o refrigerador. - Prensar cerca de 0,8 g de amostra, utilizando prensa apropriada (peletizador). ATENÇÃO: Nunca ultrapassar 1,0 g de amostra, principalmente se o material a analisar for pouco conhecido. Caso isso aconteça, poderá ocorrer a liberação de grande quantidade de energia calorífica no momento da queima da amostra, ocasionando até mesmo a explosão da bomba dentro do calorímetro. - Pesar a cápsula de amostra (acessório do calorímetro) = P1. - Transferir a amostra previamente prensada para a cápsula e pesar = P2. - Cortar 10 cm do fio (platina ou algodão) que será empregado como fusível e inserí-lo em local previamente definido, entre os eletrodos da bomba calorimétrica. - Colocar a cápsula com a amostra no eletrodo apropriado, fazendo com que a extremidade do fusível toque a superfície da amostra, porém sem deixar que toque a borda da cápsula. - Se o calorímetro estiver seco, adicionar cerca de 1 mL de água desionizada. - Seguir os procedimentos indicados pelo fabricante para fechar e adicionar oxigênio ao sistema. Se o procedimento for manual, fechar cuidadosamente a bomba calorimétrica, para evitar a ocorrência de impactos fortes sobre a cápsula com a amostra. - ATENÇÃO: a pressão de oxigênio deve ser ajustada para 30 atm. Jamais deverá ser superior a 35 atm, evitando, com isso, possíveis explosões. O tubo alimentador de oxigênio deverá ser fechado antes de ser desconectado da bomba calorimétrica. - Abrir o calorímetro e seguir os procedimentos indicados pelo fabricante para a introdução da bomba calorimétrica. Normalmente, deve ser utilizada pinça apropriada, procurando-se encaixar a bomba na parte circular do fundo do recipiente. Encaixar os conectores dos fios dos eletrodos do calorímetro nos adaptadores do cabeçote da bomba e colocar 2 L de água desionizada, com cuidado, dentro do recipiente. - Ligar o calorímetro e aguardar que as temperaturas entrem em equilíbrio, o que normalmente é indicado no manual do equipamento. - Após ser atingido o equilíbrio térmico, aguardar aproximadamente 4 min, acionar o acessório que provoca vibração (5 s), anotar a temperatura inicial (Ti) registrada pelo medidor de temperatura e acionar a ignição. O início da combustão será indicado por um dispositivo luminoso. Se isso não ocorrer, pode ser indício de falha na ignição, devendo ser verificado o circuito de ignição. - Após o início da combustão, aguardar aproximadadamente 9 min (intervalo necessário para novo equilíbrio entre as temperaturas do sistema); decorrido esse tempo, acionar o vibrador e anotar a temperatura final (Tf). - Desligar, abrir o calorímetro e retirar dos cabeçotes os conectores dos fios dos eletrodos. Retirar a bomba do balde com a pinça; abrir a válvula de escape para desprendimento do oxigênio remanescente, bem como dos gases provenientes da queima do material. Retirar o cabeçote; remover a cápsula e lavá-la com água desionizada, recolhendo a água de lavagem em erlenmeyer de 125 mL. Proceder da mesma maneira com o cabeçote e a parte interna da bomba calorimétrica. - Medir os pedaços remanescentes do fio que atuou como fusível durante a combustão. - Titular, com solução de carbonato de sódio 0,0725 mol L-1, a água de lavagem recolhida no erlenmeyer, usando solução de alaranjado de metila como indicador. 4.2. APLICAÇÃO PARA BOMBA CALORIMÉTRICA PARR® (MANUAL DE OPERAÇÕES) 4.2.1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Estufa para secagem de material. - Balança analítica. - Peletizador - Calorímetro adiabático PARR (Parr Instrument Company, EUA), com acessórios. - Fusível metálico. - Bureta de vidro, com capacidade de 50 mL. 4.2.2. REAGENTES E SOLUÇÕES - Carbonato de sódio (Na2CO3), 0,0725 mol L-1. - Vermelho de metila, solução alcoólica, a 0,2% (v/v). 4.2.3. PROCEDIMENTO - Abrir a torneira do abastecimento de água para o calorímetro e verificar se a torneira da célula purificadora de água está aberta; caso não esteja, abrí-la, girando-a ¼ de volta. - Verificar se há água no sistema. - Ligar o calorímetro à rede elétrica (110 V) e acionar o interruptor de controle manual do painel para posição quente (hot) e observar se há saída de água pelo cano de escoamento do calorímetro. Se houver escoamento constante, voltar a alavanca do interruptor para a posição central. - ATENÇÃO: se não houver fluxo de água no sistema, não ligar o aquecedor e nem o refrigerador. - Peletizar cerca de 0,8 g de amostra, utilizando prensa apropriada (peletizador). Nunca ultrapassar 1,0 g de amostra, principalmente se o material a analisar for pouco conhecido. Caso isso aconteça, poderá produzir, no momento da queima da amostra, grande quantidade de energia calorífica, levando, até mesmo, à explosão da bomba. - Pesar a cápsula de metal (acessório do calorímetro) e anotar o valor (M1). - Colocar o pélete na cápsula de metal, pesar e anotar o valor (M2). - Cortar 10 cm de fusível metálico e instalar entre os eletrodos da bomba, fazendo um laço. - Colocar a cápsula com a amostra no eletrodo apropriado, fazendo com que a extremidade do laço do fusível toque a superfície do pélete, porém sem deixar que o fusível metálico toque na borda da cápsula. - Se a bomba calorimétrica estiver seca, adicionar cerca de 1 mL de água desionizada. - Colocar o cabeçote na bomba calorimétrica e fechar cuidadosamente, evitando que a cápsula com o pélete sofra impactos fortes. - Adaptar a válvula de entrada de gases à bomba calorimétrica e adicionar o oxigênio, lentamente, até 30 atm. - ATENÇÃO: a pressão jamais deverá ser superior a 35 atm, evitando, com isso, possíveis explosões. Quando atingidas as 30 atm, fechar os reguladores de pressão, retirar o oxigênio que fica no tubo que o conduz para a bomba, comprimindo a pequena alavanca da válvula de escape, localizada na parte inferior do regulador de pressão. Somente com esse procedimento será possível desconectar o tubo da bomba calorimétrica. - Abrir o calorímetro adiabático, colocando o balde em seu interior. Pegar a bomba com pinça apropriada e colocar dentrodo balde, procurando encaixá-la na parte circular do fundo do balde. Encaixar os conectores dos fios dos eletrodos do calorímetro nos adaptadores do cabeçote da bomba e colocar 2 L de água desionizada, com cuidado, dentro do balde. - Ligar o calorímetro e aguardar que as temperaturas do banho-maria e do balde entrem em equilíbrio. Isso é sinalizado pelas luzes âmbar e branca, que passam a se acender alternadamente, com intervalos de 5 seg, aproximadamente. - OBS.: A água do balde deve ter a temperatura mínima do termômetro do balde, sendo indicada a temperatura de aproximadamente 25ºC. - Se houver diferença para menos, de mais de 3ºC no termômetro do calorímetro, em relação ao termômetro da bomba, acionar a alavanca do controle manual para posição quente (hot) e assim será introduzida água aquecida, fazendo com que as temperaturas entrem em equilíbrio. - Se a diferença for de mais de 3ºC acima da temperatura do termômetro da bomba, acionar a alavanca para a posição fria (cold), assim, será introduzida água fria no calorímetro e o equilíbrio será estabelecido. - Se depois de obtido o equilíbrio das temperaturas for observado, ainda, diferença superior a 0,05ºC, estabelecer o equilíbrio dentro desse limite, destravando e girando o botão do controle de balanço (balance), no painel, para a direita ou para a esquerda. - Depois de estabelecido o equilíbrio das temperaturas, esperar 4 min, acionar o vibrador por 5 seg, anotar a temperatura inicial (Ti) do termômetro da bomba e acionar o dispositivo de ignição. O piloto deve acender, indicando que houve o início da combustão. Caso a lâmpada não acenda, provavelmente não houve ignição (verificar o problema no circuito de ignição). - Após o início da combustão, aguardar por 9 min (esse intervalo é suficiente para que ocorra novamente o equilíbrio das temperaturas do calorímetro e do balde); decorridos 9 min, acionar o vibrador e anotar a temperatura final (Tf) do termômetro do balde. - Desligar, abrir o calorímetro e retirar dos cabeçotes os conectores dos fios dos eletrodos. Retirar a bomba do balde com a pinça; abrir a válvula de escape para desprendimento do oxigênio remanescente, bem como outros gases provenientes da queima do material. Retirar o cabeçote; remover a cápsula e lavá-la com água desionizada, recolhendo a água de lavagem em erlenmeyer de 125 mL. Proceder da mesma maneira com o cabeçote e a parte interna da bomba calorimétrica. - Medir os pedaços remanescentes do fio que atuou como fusível durante a combustão. - Titular, com solução de carbonato de sódio 0,0725 mol L-1, a água de lavagem recolhida no erlenmeyer, usando solução de alaranjado de metila como indicador. Cálculo Onde: EB (cal/g) = energia bruta, em calorias por grama; E = equivalente hidrotérmico da bomba calorimétrica; Tf e Ti= temperaturas final e inicial; Calfus= caloria do fusível queimado (centímetro de fusível queimado x 2,3); CalNa2CO3 = caloria referente ao volume gasto (VNa2CO3 x 1,0); M2 = massa da cápsula de metal mais o pélete (em gramas); M1 = massa do pélete (em gramas). OBSERVAÇÕES 1. Normalmente, expressa-se o resultado corrigido, tendo-se como base de correção a matéria seca a 105ºC. Para correção, basta multiplicar o resultado da percentagem de EB (cal/g) por 100 e dividir pela percentagem da matéria seca a 105ºC. 2. O fator “E” da fórmula é obtido empregando o procedimento descrito anteriormente, fazendo a substituição do pélete da amostra por uma pastilha (comprimido) padrão de ácido benzóico (fornecida pelo fabricante do calorímetro). A pastilha tem, como valor fixo, energia equivalente a 6,318 cal/g. Substituindo esse valor na fórmula de cálculo já apresentada, pode ser determinado o fator “E”. 3. Existe, como acessório opcional, um controlador para o calorímetro adiabático do fabricante PARR, que realiza diversas funções, facilitando a operação do calorímetro e os cálculos. EB (cal/g) = [E x (Tf –Ti) – ( Calfus + CalNa2CO3 )] x 100 P2 – P1 5. DETERMINAÇÃO DE EXTRATO ETÉREO 5.1. APLICAÇÃO Produtos ou subprodutos de origem animal e vegetal, rações e concentrados, desde que não submetidos a processo de extrusão. 5.2. PRINCÍPIO O éter de petróleo, entre outros solventes, tem como propriedade a grande capacidade de solubilizar gorduras e outras substâncias, tais como fosfatídeos, esteróis (colesterol) e clorofila. Explorando essa propriedade, é feita a extração desses compostos presentes na amostra, sendo o teor de extrato etéreo determinado pela diferença de massas (AOAC, 1980; COMPÊNDIO BRASILEIRO DE NUTRIÇÃO ANIMAL, 1998; SILVA & QUEIROZ, 2002). 5.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Balança analítica. - Estufa de secagem (105ºC). - Aparelho do tipo Goldfisch ou do tipo Soxhlet, com acessórios, para extração de gordura e outros compostos solúveis em éter de petróleo. - Papel-filtro qualitativo (filtração rápida) ou cartucho de cerâmica ou de celulose. - Dessecador, com cloreto de cálcio e sílica-gel como indicador de umidade. - Pinça de metal. - Algodão hidrófilo desengordurado. 5.4. REAGENTES E SOLUÇÕES Éter de petróleo, ponto de ebulição de 30 – 60ºC, p.a. 5.5. PROCEDIMENTO - Preparar o papel-filtro, enrolando-o e dobrando-o, até formar uma espécie de cartucho, de tamanho compatível com o acessório receptor de amostra do aparelho de Goldfisch ou do extrator de Soxhlet; ou usar cartucho de cerâmica ou de celulose comercialmente disponível. - Pesar de 2 a 5 g da amostra (M1), transferir para o cartucho ou para o papel-filtro. No caso de se usar o cartucho, fechar sua extremidade superior com algodão hidrófilo desengordurado. No caso de usar o papel-filtro, pesar a amostra diretamente nele, enrolando-o, de forma que a amostra fique em seu interior. - Secar o cartucho com a amostra em estufa a 105ºC durante 2 h ou até massa constante. - Retirar e deixar esfriar em dessecador até atingir a temperatura ambiente. - Colocar o cartucho dentro do acessório receptor de amostra e adaptá-lo ao equipamento de Goldfisch. Usando o extrator de Soxhlet, colocar o cartucho ou o papel-filtro dentro da parte intermediária do extrator. - Secar o copo de Goldfisch ou o balão do extrator de Soxhlet em estufa a 105ºC por 1 h; em seguida, deixar esfriar em dessecador, até atingir a temperatura ambiente, e pesar (M2). - Adicionar quantidade suficiente de éter de petróleo ao copo (equipamento de Goldfisch) ou ao balão extrator (extrator de Soxhlet), conectando-o ao equipamento ou ao extrator. Ajustar o conjunto ao condensador. - Abrir a torneira para refrigeração do condensador e iniciar o aquecimento, de tal forma que se obtenha de duas a quatro gotas por segundo. - Manter o refluxo por no mínimo 6 h. - Recuperar o éter em frasco apropriado. - Completar a secagem do copo de Goldfisch” ou do balão extrator mais o extrato em estufa a 105ºC por 30 min. - Retirar, deixar esfriar em dessecador até atingir a temperatura ambiente e pesar (M3). Repetir a operação de secagem e de resfriamento, até que a diferença entre as duas últimas pesagens seja inferior a 0,1% da massa da amostra. Cálculos Onde: M1= massa da amostra (em g); M2= massa do copo de Goldfisch ou do balão extrator vazio (em g); M3= massa do copo de Goldfisch ou do balão extrator mais o extrato (em g). OBSERVAÇÕES 1. Terminado o tempo de extração, desligar o equipamento de Extrato Etéreo (%) = (M3 – M2) x 100 M1 Goldfisch ou a fonte de aquecimento do extrator de Soxhlet e fechar o registro da água de resfriamento do condensador. 2. Sempre manusear o cartucho, o copo de Goldfisch ou o balão extrator com pinça de metal. Pode-se, também, segurá-los com as mãos, utilizando luvas, evitando-se contaminação pela presença da gordura das mãos. 3. Normalmente, expressa-se o resultado corrigido, tendo-se como base de correção a matériaseca a 105ºC. Para correção, basta multiplicar o resultado de percentagem de extrato etéreo por 100 e dividir pela percentagem de matéria seca a 105ºC (ASE). 4. Conduzir sempre uma prova em branco e fazer a correção, se necessário. 5. Utilizar éter de boa qualidade e isento de peróxidos. 6. Atualmente existe no mercado equipamento que permite a mecanização do procedimento (ANKON, EUA). Neste caso, embora o princípio seja o mesmo, as amostras são pesadas em saquinhos apropriados (de PTFE), seladas em seladora e colocadas nos locais indicados no equipamento. A vantagem do procedimento é o grande número de amostras que pode ser analisada simultaneamente (até 70), além da economia de reagentes, gerando menos resíduos que podem ser recuperados em destilador acoplado ao equipamento. 6. DETERMINAÇÃO DE ATIVIDADE UREÁTICA 6.1. PROCEDIMENTO CONVENCIONAL 6.1.1. APLICAÇÃO Grãos de soja e de feijão e seus subprodutos. Determina-se a atividade de urease em sementes de leguminosas. No farelo de soja, a atividade ureática é utilizada para indicar o grau de tostagem do farelo. Alta atividade de urease indica falta de tostagem (AMERICAN OIL CHEMISTS’ SOCIETY, 1979B; AOAC, 1980; COMPÊNDIO BRASILEIRO DE NUTRIÇÃO ANIMAL, 1980; QUIN ET AL., 1996). 6.1.2. PRINCÍPIO Baseia-se na variação de pH em função da amônia liberada pela ação enzimática da urease. A urease é uma enzima presente em todas as sementes de leguminosas, que desdobra a uréia em gás carbônico (CO2) e amônia (NH3). A amostra é incubada em meio tampão com pH 7,0, que contenha uréia como substrato para a enzima, à temperatura de 30ºC. Alta variação no pH durante o tempo que a amostra fica incubada indica alta atividade ureática, sendo o valor expresso pela diferença em unidades de pH. Para identificar se a tostagem de farelo de soja foi satisfatória, a diferença de pH durante a incubação com o substrato (uréia) e o branco varia de 0,05 a 0,20 unidades de pH. 6.1.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Balança analítica (precisão ± 0,1 mg). - Banho termostático 30ºC (precisão ± 0,5ºC). - Béquer de 10 mL. - Pipetas volumétricas de 10 mL. - Potenciômetro (sensibilidade de 0,01 unidade de pH). - Tubos de ensaio 25 x 150 mm com rolhas de borracha. 6.1.4. REAGENTES E SOLUÇÕES - Fosfato monobásico de potássio (KH2PO4), p.a. - Fosfato dibásico de potássio (K2HPO4), p.a. - Uréia (CH4N2), p.a. - Ácido fosfórico (H3PO4), p.a. - Hidróxido de potássio (KOH), p.a. - Solução-tampão de fosfato 0,05 mol L-1 com pH 7,00. Pesar 3,4022 g de fosfato monobásico de potássio, e 4,3545 g de fosfato dibásico de potássio Dissolver separadamente em meio aquoso o fosfato monobásico de potássio e o fosfato dibásico de potássio. Transferir as duas soluções para balão volumétrico de 1000 mL, completar o volume e homogeneizar. Conferir o pH e, se necessário, ajustar para 7,00 com solução de HCl ou NaOH 1,0 mol L-1. O prazo de validade dessa solução é de 30 dias. - Solução tamponada de uréia, pH 7,00. Dissolver 1,5 g de uréia em 50 mL da solução-tampão de fosfato. Ajustar o pH a 7,00 com solução concentrada de ácido fosfórico ou solução 0,2 mol L-1 de hidróxido de potássio. Preparar esta solução momentos antes do uso. - Solução tamponada de uréia a 3% (m/v). Dissolver 30 g de uréia em 1000 mL de solução-tampão de fosfato com pH 7,00, ajustar o pH se necessário. Preparar esta solução momentos antes do uso. 6.1.5. PROCEDIMENTO - Moer a amostra, evitando aquecimento, de maneira que pelo menos 60% passe em peneira de 0,425 mm. - Pesar exatamente duas porções de 0,2 g (200 mg ± 0,1 mg) de amostra e transferir para dois tubos de ensaio (A e B). - Adicionar 10 mL de solução-tampão de fosfato com pH 7,00 ao tubo A. Agitar levemente, sem inverter, tampar, colocar em banho termostático a 30°C (± 0,5°C) e anotar o tempo. Esta será a prova em branco. Os tubos devem ser agitados levemente, sem inverter, a cada 5 min. - Adicionar 10 mL de solução tamponada de uréia com pH 7,00 ao tubo B. Proceder conforme o item anterior. - Para facilidade operacional, manter entre os procedimentos nos tubos A e B o intervalo de 5 min. - Transcorridos exatamente 30 min, retirar os tubos do banho. - Transferir o líquido sobrenadante para béquer de 10 mL e medir o valor do pH nos tubos A e B. Cálculo Atividade Ureática = pH da amostra B - pH da amostra A. OBSERVAÇÕES 1. A não estabilização do potenciômetro pode ser causada pela obstrução do eletrodo de calomelano por uma película da fração solúvel de proteína da soja. Deve-se proceder à limpeza apropriada, empregando- se solução de pepsina a 1% (v/v), em que o eletrodo deverá ficar imerso. 2. O pH das soluções A e B, o tempo e a reação enzimática e a temperatura da prova devem ser observados rigorosamente, pois são fatores críticos na precisão da análise. 6.2. TÉCNICA SIMPLIFICADA PARA DETERMINAÇÃO DA ATIVIDADE UREÁTICA (AU). 6.2.1. PROCEDIMENTO - Pesar 0,6 g de amostra e transferir para tubo de ensaio (teste). - Pesar 0,6 g de amostra e transferir para tubo de ensaio (branco). - Adicionar 30,0 mL de solução de uréia tamponada, no tubo do teste. - Adicionar 30,0 mL de solução-tampão de fosfato, no tubo do branco. - Agitar, vigorosamente, por 5 min os tubos do teste e do branco. Não inverter os tubos. Deixar descansar por alguns segundos; em seguida, passar o sobrenadante para um béquer pequeno. - Medir o pH do sobrenadante. Cálculo Os cálculos são realizados e interpretados da mesma maneira que a técnica anterior para determinação da atividade ureática: AU = pH do teste - pH do branco. Os reagentes também são preparados de acordo com a técnica anterior: - Solução de uréia tamponada, estável por 1 dia; - Solução-tampão de fosfato, estável por 30 dias. 7. DETERMINAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 7.1. MÉTODO DE OXIDAÇÃO COM ÁCIDO PERFÓRMICO SEGUIDA DE HIDRÓLISE ÁCIDA 7.1.1. APLICAÇÃO Determinação de aminoácidos (incluindo metionina e cistina) em alimentos. Não aplicável para determinação de fenilalanina, tirosina, histidina e triptofano. 7.1.2. PRINCÍPIO A oxidação com ácido perfórmico é realizada previamente à hidrólise, para oxidar cistina e metionina para ácido cistéico e sulfona de metionina, respectivamente. O ácido hidrobromídrico é adicionado para decompor o ácido perfórmico. Os aminoácidos são liberados pela hidrólise da proteína com HCl 6 mol L-1. As amostras hidrolisadas são diluídas com solução tamponada de citrato de sódio com pH 2,2. Os aminoácidos livres são separados por cromatografia de troca iônica. O triptofano é destruído pela hidrólise. A tirosina, a fenilalanina e a histidina são destruídas durante o processo de oxidação e pela reação com bromina e não podem ser analisados precisamente (FOUNTOULAKIS & LAHM, 1998; LLAMES & FONTAINE, 1994; SLOCUM et al., 1987; SPINDLER et al., 1984; SPITZ, 1973). 7.1.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Analisador de aminoácidos – resina de troca iônica e derivatização com ninidrina (ninhydrin) pós-coluna. - Agitador magnético. - Potenciômetro (sensibilidade de 0,01 de pH). - Evaporador rotativo. - Balança analítica (precisão de ± 0.01mg). - Balança (precisão 10 mg). - Bloco de digestão ou bloco com banho de areia. - Bomba de vácuo - Maçarico a gás. - Frasco de polietileno com capacidade de 50 mL, ou frasco de penicilina com capacidade de 5 a 20 mL. - Tubo de digestão ou ampola de vidro com capacidade para 10 mL. - Filtro Milipore com porosidade de 0,22 µm. - Condensador de refluxo. - Béquer de 250 e 1000 mL, erlenmeyer de 150 mL, frasco de evaporação de 1000 mL, proveta graduada de 100, 500 e 1000 mL, balão volumétrico de 1000 mL e pipeta volumétrica de 10 e 20 mL. - Filtro com porosidade de 10 a 15 µm. - Banho de gelo. - Seringas descartáveis. - Dessecador de vidro. - Kit para microfiltragem de 13 mm de diâmetro. 7.1.4. REAGENTES E SOLUÇÕES - Ácido fórmico, a 88% (v/v). - Ácidohidrobromídrico, a 48%, ou ácido bromídrico, a 48% (v/v). - Peróxido de hidrogênio, a 30% (m/v). - DL-norleucina – cristais. - Ácido clorídrico (HCl), concentrado, fumegante a 37% (v/v). - Hidróxido de sódio, p.a. - Fenol - cristais. - Tiodiglicol – solução a 98%. - Citrato trissódico desidratado. - Soluções–tampão, com pH 2,0; 4,0 e 7,0. - Kit de calibração de aminoácidos. - Nitrogênio comum. - Nitrogênio superseco SS. - Gás liquefeito de petóleo. - Solução-tampão Beckman Na-A. - Solução-tampão Beckman Na-B. - Solução-tampão Beckman Na-D. - Solução-tampão Beckman Na-E. - Solução-tampão Beckman Na-F. - Solução solvente Beckman Na-S. - Solução reagente Beckman Na-R. - Solução de ninidrina (Beckman Nin-RX). Solução-tampão de citrato de sódio, com pH 2,20: pesar 19,60 g de citrato trissódico desidratado em béquer de 1000 mL e dissolver em 800 mL de água desionizada. Adicionar 10 mL de solução de tiodiglicol a 98%, sob agitação, e 15 mL de HCl concentrado. Transferir a solução para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água desionizada. Filtrar a solução com filtro de vidro. Ajustar o pH para 2,20 com HCl concentrado ou NaOH 2,0 mol L-1. - Solução de fenol-HCl 6,0 mol L-1: pesar 1 g de cristais de fenol em béquer de 1000 mL. Dissolver os cristais em 500 mL de água desionizada. Sob agitação, adicionar vagarosamente 500 mL de HCl concentrado. Obs.: alguns laboratórios empregam HCl 6 mol L-1, sem adição de fenol. - Solução de HCl 1 mol L-1: Em balão volumétrico de 1000 mL com 800 mL de água desionizada, adicionar 83,3 mL de HCl concentrado e completar o volume com água desionizada. - Solução de HCl 0,1 mol L-1: Em balão volumétrico de 1000 mL com 800 mL de água desionizada, adicionar 100 mL de HCl 1 mol L-1 e completar o volume com água desionizada . - Solução de calibração de norleucina: Pesar de 195 a 200 mg de DL- norleucina num frasco erlenmeyer de 150 mL. Dissolver os cristais com 100 mL de HCl 1,0 mol L-1. Transferir a solução para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água desionizada. - Reagente de ácido perfórmico: Preparar em capela. Pesar 25 mg de cristais de fenol em tubo-teste de 25 mL; adicionar 0,5 mL de água oxigenada, a 30%, e 4,5 mL de solução de ácido fórmico, a 88%. Fechar o tubo-teste e deixar a mistura em repouso à temperatura ambiente durante 30 min. Após, colocar o tubo-teste em banho de gelo e resfriar a mistura durante 15 min. Preparar o reagente para uso imediato. Obs.: Alguns laboratórios utilizam 1 mL de peróxido de hidrogênio a 30% e 9 mL de ácido fórmico a 88%, sendo a solução estocada sob refrigeração a 0°C. - Solução de NaOH: Pesar 80,0 g de NaOH em béquer de 1000 mL. Vagarosamente dissolver as pastilhas de NaOH com 600 mL de água desionizada. Resfriar a solução e transferir para balão volumétrico de 1000 mL. Completar o volume com água desionizada. - Solução de calibração de norleucina −−−− : evaporar, em evaporador rotativo, 1 mL da solução de calibração de norleucina a 2,5 µmol mL-1 e redissolver com 25 mL da solução de Na-S (sample dilution buffer); armazenar sob refrigeração. - Solução de calibração de aminoácidos: evaporar, em evaporador rotativo, 1 mL da solução de calibração de aminoácidos de 2,5 µmol/mL e redissolver com 25 mL de solução de Na-S (sample dilution buffer); armazenar sob refrigeração. Procedimento empregado na Embrapa Suínos e Aves: - Solução de calibração de aminoácidos mais ácido cistéico, sulfona de metionina e sulfóxido de metionina − evaporar, conjuntamente, em evaporador rotativo, 1 mL da solução de calibração de aminoácidos de 2,5 µmol mL-1, 1 mL da solução de calibração de ácido cistéico, 1 mL da solução de calibração de sulfona de metionina e 1 mL da solução de calibração de sulfóxido de metionina. Redissolver com 25 mL da solução de Na-S (sample dilution buffer); armazenar sob refrigeração. - Solução de calibração de aminoácidos com norleucina: misturar 500 µL da solução de calibração de norleucina com 500 µL da solução de calibração de aminoácidos. - Solução de calibração de aminoácidos mais ácido cistéico, sulfona de metionina e sulfóxido de metionina com norleucina − Método utilizado na Embrapa Suínos e Aves: misturar 500 µL da solução de calibração de norleucina com 500 µL da solução de calibração de aminoácidos mais ácido cistéico, sulfona de metionina e sulfóxido de metionina. 7.1.5. PROCEDIMENTO Oxidação com Ácido Perfórmico (AOAC, 1995): - Moer a amostra para passar em peneira de 0,25 mm. - Pesar de 100 a 1000 mg da amostra moída com aproximação de 0,1 mg (equivalente ao conteúdo de 10 mg de N) em tubo de digestão devidamente identificado. - Cálculo aproximado da quantidade de amostras a ser usado: Ws = 1000/Ns, em que Ns = conteúdo de N da amostra, em %; Ws = massa da amostra equivalente ao conteúdo de 10 mg de N, em mg. - Colocar os tubos com as amostras em banho de gelo, com barra magnética em cada tubo. Após resfriamento durante 15 min, adicionar 5 mL de ácido perfórmico nos tubos de amostras, fechar os tubos com tampas de vidro e agitar durante 15 min em agitador magnético. - Recolocar os tubos de amostras no banho de gelo e deixar em oxidação durante 16 h. - Após a oxidação, retirar as tampas e decompor o ácido perfórmico, adicionando 0,70 mL de ácido bromídrico a 48%. Agitar a amostra por 30 min, para liberar a bromina. - Transferir a amostra para o evaporador rotativo e rotacionar a solução sob vácuo à temperatura ambiente até o retorno da cor alaranjada para o amarelo. Remover o tubo do evaporador para o suporte. Oxidação com Ácido Perfórmico (Procedimento empregado pela Embrapa Suínos e Aves) - Pesar o equivalente a 4 mg de proteína da amostra finamente moída e transferir para ampola de vidro com capacidade de 10 mL. - Adicionar 2 mL da solução de ácido perfórmico e fechar a ampola com Parafilm. - Deixar a mistura reagir durante 16 h a 0°C. - Após a reação, adicionar 0,30 mL de HBr a 48%, retirando a amostra do banho de gelo logo em seguida. - Evaporar em evaporador rotativo sob temperatura de 40°C, usando aproximadamente 20 mL de NaOH 1,0 mol L-1 no frasco coletor, para absorver a bromina. Alternativa para evaporação: levar as ampolas a um dessecador de vidro, que contenha em sua porção inferior uma camada de NaOH em lentilhas, mantendo sob vácuo até a completa evaporação. Hidrólise (AOAC, 1995) - Adicionar 50 mL da solução de HCl-fenol 6 mol L-1 na amostra e agitar brevemente. Retirar a barra magnética e lavar com pequeno volume de HCl 0,1 mol L-1. Adicionar duas a três pérolas de vidro na solução da amostra. - Hidrolisar a amostra sob refluxo durante 24 h a 110 – 120ºC, usando bloco de digestão. Cuidado: a produção de vapores ácidos deve ser neutralizada. - Remover as amostras do bloco digestor e resfriar até a temperatura ambiente. - Adicionar 20 mL da solução de calibração de norleucina em cada amostra. Misturar a solução. - Filtrar a amostra hidrolisada em filtro de vidro para frasco de evaporação de fundo redondo de 1000 mL. - Evaporar a solução da amostra a 60ºC até secura, usando evaporador rotativo. - Lavar a amostra com 20 mL de água e evaporar novamente. Repetir a lavagem e evaporar por mais duas vezes. - Remover o frasco do evaporador e adicionar 50 mL de tampão de citrato de sódio na amostra, misturando bem. Transferir a amostra tamponada para frascos de polietileno de 50 mL devidamente identificados. - Proceder à determinação ou congelar a amostra. Hidrólise (Procedimento empregado pela Embrapa Suínos e Aves) - Adicionar 3 mL de HCl 6 mol L-1 na ampola com a amostra oxidada e evaporada. - Selar a ampola sob vácuo e N2, utilizando maçarico a gás; alternar vácuo e N2 no mínimo duas vezes para evitar a presença de oxigênio. - Hidrolisar durante 22 h em estufa com banho de areia à temperatura 110°C. - Tirar as amostras da estufa e deixar esfriar. Se asamostras não forem processadas no mesmo dia, elas deverão ser guardadas em geladeira. - Abrir as ampolas com as amostras hidrolisadas e evaporar em evaporador rotativo ou dessecador sob vácuo com uma camada de NaOH em lentilhas. - Redissolver o resíduo da amostra evaporada com 5 mL da solução de Na-S (sample dilution buffer). - Filtrar a amostra redissolvida para frasco de penicilina, usando papel-filtro de porosidade média (3892). - Filtrar novamente em membrana com porosidade de 0,2 µm e diâmetro de 13 mm, com o auxílio de um conjunto para microfiltragem. - Transferir a amostra filtrada para frasco de penicilina e proceder à determinação ou armazenar sob refrigeração. Determinação (AOAC, 1995) - Diluir a aliquota da amostra hidrolisada com tampão de citrato de sódio. Quando for usado hidrolisado neutralizado, diluir a alíquota com água destilada. - Ajustar o pH para 2,20 com NaOH 2,0 mol L-1. - Filtrar em membrana de 0,22 µm para tubo auto-amostrador e injetar no analisador. Obs.: O volume da alíquota e a diluição dependem da resposta no analisador. - Calibrar o analisador com solução de calibração de aminoácidos que contenha norleucina (solução de calibração de aminoácidos com norleucina. Determinação (Procedimento empregado pela Embrapa Suínos e Aves) - Injetar no analisador a alíquota da solução de calibração de aminoácidos que contenha norleucina (solução de calibração de aminoácidos com norleucina. - Misturar 500 µL da solução de calibração de norleucina (solução de calibração de norleucina e 500 µL da amostra hidrolisada. - Injetar a alíquota da mistura no analisador. Cálculos (Método da oxidação com ácido perfórmico seguida de hidrólise ácida e Método da hidrólise ácida (AOAC, 1995)): - Calcular o fator resposta (Rfaa) para cada aminoácido, como a seguir: em que Paa = área do pico do aminoácido; Pn = área do pico da norleucina; Waa = massa molecular do aminoácido, em mg; Wn = massa molecular da norleucina, em mg. - Calcular o fator do padrão interno (IS), como a seguir: em que mg de norleucina = conteúdo de norleucina em 20 mL de padrão de norleucina. Rfaa = (Pn x Waa), (Paa x Wn) IS = Wn x 2 x 10-2, - Calcular o conteúdo de aminoácido (AA) da amostra, como a seguir: Em que: Paa = área do pico do aminoácido; Pn = área do pico da norleucina; Ws = massa da amostra, em mg; RFaa = fator resposta do aminoácido; IS = fator do padrão interno. Cálculos (Método da oxidação com ácido perfórmico seguida de hidrólise ácida e Método da hidrólise ácida (Embrapa Suínos e Aves)): em que PM = massa molecular do aminoácido; Sa = área do pico do aminoácido na amostra; Sp = área do pico do aminoácido na solução de calibração; a = número de micromoles do aminoácido na solução de calibração; V1 = volume da amostra injetada; V2 = volume da amostra redissolvida; V3 = volume da amostra evaporada; V4 = volume da amostra hidrolisada; pa = massa da amostra em mg; fc = fator de correção da norleucina. Cálculo do fator de correção: em que V1 = 0,05 mL; V2 = 5 mL mais a diluição com norleucina = 5 x 2 = 10; V3 = 3 mL e 1 mL, para aminoácidos sulfurados (Método A) e não-sulfurados (Método B), respectivamente; V4 = 3 mL e 1 mL, para aminoácidos sulfurados (Método A) e não- sulfurados (Método B), respectivamente. Observação Para cálculo da metionina, somar as quantidades de sulfona de metionina e de sulfóxido de metionina. fc = Sp (Norleucina), Sa (Noeleucina) AA (%) = (Paa x RFaa x IS x 100), (Pn x Ws) AAs (%) = (PM x Sa x a x V2 x V4 x 100) x fc, (Sp x V1 x V3 x pa x 1000) 8. DETERMINAÇÃO DE OXALATOS TOTAIS E OXALATOS SOLÚVEIS EM ÁGUA EM AMOSTRAS DE PLANTAS 8.1. APLICAÇÃO Extração e determinação de oxalatos totais e oxalatos solúveis em água e em amostras de plantas. 8.2. PRINCÍPIO Em amostras de Plantas secas e moídas, é feita extração com água a 70ºC, para determinação de oxalatos solúveis em água, ou com ácido clorídrico a 0,25 mol L-1, para oxalatos totais. A partir do extrato filtrado, é feita dupla precipitação do oxalato presente, em baixa temperatura e em meio ácido, na forma de oxalato de cálcio, que é praticamente insolúvel, e é separado por centrifugação. O precipitado é então lavado, secado, dissolvido e titulado com solução de permanganato de potássio (MOIR, 1953). 8.3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS - Balança analítica. - Balões volumétricos de 100, 500 e 1000 mL. - Banho-maria . - Funis de vidro para filtração. - Papéis-filtro, do tipo filtração lenta . - Tubos de vidro para centrífuga, com capacidade para 10 mL. - Pipetas volumétricas de 1 e 5 mL. - Geladeira. - Agitador de tubos de ensaio. - Centrífuga. - Estufa. - Titulador automático do tipo seringa ou bureta com precisão de 0,01 mL. 8.4. REAGENTES E SOLUÇÕES - Solução de ácido clorídrico a 0,25 mol L-1: transferir 20,7 mL de ácido clorídrico concentrado, p.a., para balão volumétrico de 1000 mL com aproximadamente 800 mL de água desionizada. Agitar e completar o volume com água desionizada. - Reagente precipitante: Solução A − pesar 96,5 g de acetato de sódio anidro, p.a., dissolver por aquecimento em água desionizada e transferir para balão volumétrico de 250 mL. Deixar esfriar e completar o volume com água desionizada. Solução B − misturar 125 mL de ácido acético glacial, p.a., e 125 mL de água desionizada. Nesta mistura, dissolver 18 g de acetato de cálcio anidro, p.a. Misturar a solução A com a solução B, deixar em refrigerador por 48 h e depois filtrar. O reagente se mantém indefinidamente quando guardado em refrigerador, porém deve ser filtrado antes do uso, se necessário. - Reagente de lavagem do oxalato de cálcio: misturar 240 mL de álcool etílico a 96%, p.a., com 125 mL de hidróxido de amônio concentrado, p.a., em balão volumétrico de 500 mL, e completar o volume com água desionizada. - Solução de ácido sulfúrico a 1 mol L-1: transferir 55,5 mL de ácido sulfúrico concentrado, p.a., para balão volumétrico de 1000 mL com aproximadamente 800 mL de água desionizada. Agitar, deixar esfriar e completar o volume com água desionizada. - Solução de permanganato de potássio a 0,02 mol L-1: pesar 3,16075 g de permanganato de potássio, p.a., transferir para balão volumétrico de 1000 mL e completar o volume com água desionizada. Esta solução deve ser mantida em frasco escuro. - Solução de permanganato de potássio a 0,004 mol L-1: transferir 100 mL da solução 0,1 mol L-1 para balão volumétrico de 500 mL e completar o volume com água desionizada. Esta solução deve ser preparada imediatamente antes do uso. 8.5. PROCEDIMENTO 8.5.1. DETERMINAÇÃO DE OXALATOS TOTAIS - Pesar 1 g (com precisão de 0,1 mg) de amostra de planta seca e moída, transferir para balão volumétrico de 100 mL, adicionar 90 mL de solução de HCl a 0,25 mol L-1 e deixar o balão em banho-maria a 70°C por 1 h. - Depois de esfriar, completar o volume do balão com solução de HCl a 0,25 mol L-1 e misturar bem. - Filtrar aproximadamente 10 mL em papel-filtro Whatman no 42 ou similar e descartar. Filtrar outra porção de 10 mL no mesmo papel-filtro e transferir 5 mL para tubo de centrífuga de 10 mL. - Resfriar o tubo até 10°C, adicionar 1 mL do reagent e precipitante e misturar bem com o auxílio de um agitador de tubos. - Deixar precipitar durante a noite em refrigerador, centrifugar por cinco minutos a 2700 rpm, descartar o líquido sobrenadante inclinando cuidadosamente o tubo e retirar a gota da borda do tubo, absorvendo-a com papel-filtro. - Dissolver o precipitado em 5 mL de solução de HCl a 0,25 mol L-1 e novamente fazer a precipitação e a separação como descrito acima. - Adicionar então 5 mL do reagente de lavagem do oxalato de cálcio e misturar com auxílio de um agitador de tubos. - Após centrifugar e descartar o liquido sobrenadante, aquecer o tubo a 100°C em estufa durante 30 min.