NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 1996-11-27 ABONOS O FERTILIZANTES. MÉTODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL FÓSFORO E: FERTILIZERS. TEST METHOD FOR DETERMINATION OF PHOSPHORUS QUANTITATIVE CORRESPONDENCIA: DESCRIPTORES: abono; fertilizante; contenido de fósforo total; ensayo; método gravimétrico. I.C.S.: 65.080.00 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. Tel. 6078888 Fax 2221435 Prohibida su reproducción Primera actualización Editada 2001-07-23 PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 234 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1996-11-27. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico. ABOCOL S.A. ABIMGRA LTDA ANALQUÍMICOS CARGILL CAFETERA DE MANIZALES CALES RÍO CLARO COLTABACO S.A. COLINAGRO FEDEARROZ FERTICOL ICA INDUSTRIAS EMU MICROFERTISA MINISTERIO DE AGRICULTURA MONÓMEROS COLOMBO VENEZOLANOS STOLLER ENTERPRISES DE COLOMBIA Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: FERTILIZANTES LÍQUIDOS SABANA FOSFORITA HUILA DE LA PROMINERALES QUIMIVAL ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) ABONOS O FERTILIZANTES. MÉTODO DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN CUANTITATIVA DEL FÓSFORO 1. OBJETIVO 1.1 Establecer los métodos de cuantificación de las diferentes formas de fósforo en abonos o fertilizantes. 1.2 Esta norma es aplicable a fertilizantes o abonos orgánicos e inorgánicos en todas sus presentaciones. 2. DEFINICIONES 2.1 Fósforo total: cantidad de fósforo proveniente de todos los compuestos fosfatados, tanto orgánicos como inorgánicos, presentes en el abono o fertilizante. 2.2 Fósforo soluble en agua: cantidad de fósforo presente en la porción soluble en agua de un abono o fertilizante. 2.3 Fósforo asimilable: contenido total de fósforo soluble en agua y fósforo soluble en solución neutra de citrato de amonio para una misma porción de muestra de abono o fertilizante. 2.4 Fósforo insoluble en citrato: cantidad de fósforo remanente en la muestra del abono o fertilizante una vez extraído el fósforo soluble en agua y en citrato. 3. REQUISITOS Para la aplicación de esta norma se debe tener en cuenta: 3.1 MUESTREO Y TOMA DE MUESTRAS Véanse las NTC 46, NTC 3795, NTC-ISO 8633, NTC-ISO 8634 y mínima cantidad de masa a ser muestreada. 1 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.2 NTC 234 (Primera actualización) REDUCCIÓN Y PREPARACIÓN DE MUESTRA PARA ANÁLISIS QUÍMICO Y FÍSICO Mientras el ICONTEC adopta las normas para la preparación de muestra se debe consultar las normas ISO 7742 e ISO 8358. 3.3 PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE MUESTRA 3.3.1 Fósforo total 3.3.1.1 Reactivos. Todos los reactivos deben ser grado analítico. - Solución de nitrato de magnesio. Se disuelve 950 g de Mg(NO3)2. 6H2O en agua y completar hasta 1 l - Ácido perclórico (HClO4) concentrado 70 % - 72 % - Ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado 96 % -98 % - Ácido clorhídrico (HCl) concentrado 35 % - 37 % - Nitrato de sodio (NaNO3) o nitrato de potasio (KNO3) - Ácido nítrico (HNO3) concentrado 60 % - 63 % 3.3.1.2 Procedimiento Se pesa 1 g o la cantidad indicada de muestra (según sea el método) con precisión de 0,1 mg. Se somete a uno de los siguientes tratamientos, de acuerdo con el tipo de muestra a analizar y como se señala en los numerales a, b, c, d, ó e. a) Materiales que contienen pequeñas cantidades de materia orgánica. Se disuelve la muestra con una mezcla de: 30 ml ácido nítrico (HNO3) y de 3 ml a 5 ml de ácido clorhídrico(HCl). Se lleva a ebullición y se mantiene hasta que la materia orgánica sea destruida (aproximadamente 30 min para líquidos y suspensiones). b) Fertilizantes que contienen mucho fosfato de hierro o de aluminio y/o escorias básicas. Se disuelve la muestra con una mezcla de: 15 ml a 30 ml de ácido clorhídrico (HCl) y de 3 ml a 10 ml de ácido nítrico (HNO3). c) Materiales orgánicos a base de harina de semilla de algodón - soya o en mezcla con otros materiales. Se adiciona 5 ml de solución de nitrato de magnesio, se evapora, se somete a calcinación y se disuelve en ácido clorhídrico (HCl) . d) Materiales o mezclas que contienen grandes cantidades de materia orgánica. En un matraz de 200 ml, se dejan estos materiales en ebullición con 20 ml a 30 ml de ácido sulfúrico (H2SO4). Al inicio de la digestión se le adicionan de 2 g a 4 g de nitrato de sodio (NaNO3) ó nitrato de potasio (KNO3), cuando la solución quede casi incolora, se le agrega una pequeña cantidad del reactivo empleado. Este puede agregársele también en porciones pequeñas, durante períodos regulares. 2 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) Cuando la solución se decolore completamente, se deja enfriar, se le adicionan 150 ml de agua destilada y se deja hervir durante unos pocos minutos. Notas: e) 1) Para el caso de materiales a base de harina de semilla de algodón y similares, es mejor adicionar primero 5 ml de ácido nítrico (HNO3) y luego el ácido sulfúrico (H2SO4). 2) Antes de adicionar el nitrato de sodio (NaNO3) ó nitrato de potasio (KNO3), se somete la muestra a una digestión suave, a calor lento si es necesario, hasta que cese la violencia de la reacción. Todos los fertilizantes. En un recipiente adecuado, se ebullen suavemente estos materiales durante 30 min a 45 min de 20 ml a 30 ml con ácido nítrico (HNO3), hasta oxidar toda la materia orgánica fácilmente oxidable. Para aquellas muestras que contienen grandes cantidades de materia orgánica la ebullición debe hacerse preferiblemente en balones kjeldahl. Se deja enfriar la solución y se adiciona de 10 ml a 20 ml de ácido perclórico (HClO4), del 70 % al 72 % de concentración. Se ebulle suavemente hasta que la solución sea prácticamente incolora y aparezcan unos humos blancos y densos en el recipiente, PRECAUCIÓN: no ebulla a sequedad por ningún motivo, (muestras con grandes cantidades de materia orgánica pueden requerir una temperatura hasta alcanzar el punto fumante, (aproximadamente 170 °C), y un período ≥ 1 h para el desprendimiento de los humos). Se enfría ligeramente, se adiciona 50 ml de agua destilada y se ebulle por unos pocos minutos. Después de efectuado cualquiera de los procedimientos anteriores, se deja enfriar la solución, se transfiere a un matraz volumétrico de 200 ml ó 250 ml, se diluye a volumen con agua destilada (ó tipo I), se mezcla y se filtra a través de un papel filtro Whatman No. 40 ó su equivalente. 3.3.2 Fósforo soluble en agua 3.3.2.1 Reactivos - Ácido nítrico (HNO3) concentrado 60 % - 63 % - Agua destilada (ó tipo I véase el Anexo A). 3.3.2.2 Procedimiento Se coloca 1 g de muestra sobre un papel de filtro de 90 mm de diámetro. Se adiciona agua lentamente alrededor de la periferia del papel de filtro en trayectoria circular se debe asegurar que el agua se mezcle completamente con la muestra antes de una nueva adición. Se debe permitir que cada porción pase a través del papel filtro antes de la siguiente adición, si el lavado no es completo antes de 1 h se emplea succión. Si el filtrado es turbio se adiciona de 1 ml a 2 ml de ácido nítrico (HNO3) y se diluye hasta 250 ml y se mezcla. 3 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 3.3.3 NTC 234 (Primera actualización) Fósforo asimilable 3.3.3.1 Reactivos a) Método de extracción con agua y citrato - Agua destilada (ó tipo I) - Solución de citrato de amonio: debe tener una gravedad específica de 1,09 °C a 20 °C y un pH de 7,0 (determinado potenciométricamente o por medio de papel indicador). Para la preparación de la solución de citrato de amonio se disuelven 370 g de ácido cítrico (C6H8O7.H2O) en 1,5 l de agua y se neutraliza agregando 345 ml de Hidróxido de amonio (NH4OH) (28 % - 29 % NH3). Si la concentración de (NH3) es menor de 28 %, se agrega un volumen mayor y se disuelve el ácido cítrico (C6H8O7H2O) en un volumen de agua menor. Se deja enfriar hasta temperatura ambiente y se verifica el pH, se ajusta con una solución (1:7) de Hidróxido de Amonio (NH4OH) o solución de ácido cítrico hasta pH 7. Se diluye la solución, (si es necesario) hasta obtener una gravedad específica de 1,09 °C a 20 °C (el volumen será aproximadamente 2 l). Se guarda en botellas herméticamente cerradas y se verifica el pH de vez en cuando. Si el pH ha cambiado de 7, se debe reajustar. b) Método de extracción con citrato - EDTA En este procedimiento el fósforo asimilable se extrae directamente con solución de citrato - EDTA. El EDTA se usa para acomplejar los iones calcio y magnesio presentes en la muestra. - Solución de Citrato de Amonio - EDTA: se disuelve 25 g de la sal disódica del ácido etilendiamino tetraacético (EDTA-Na2) y 50 g de citrato diamónico en 1,5 l de agua. Se aproxima a neutralización adicionando 30 ml de solución (1:1) de hidróxido de amonio (NH4OH) y luego se ajusta a pH 7.00 con la misma solución. Se diluye a 2,0 l con agua. 3.3.3.2 Procedimiento a) Extracción con agua y citrato Después de remover el fósforo soluble en agua como en el numeral 3.3.2.2, pero recibiendo el filtrado en un matraz volumétrico de 500 ml, se coloca el papel de filtro con el residuo de fertilizante en un erlenmeyer de 200 ml a 250 ml que contienen 100 ml de solución de citrato de amonio previamente calentada a 65 °C. Se tapa herméticamente el erlenmeyer y se agita vigorosamente hasta que el papel de filtro se reduzca a pulpa. Se disminuye la presión retirando el tapón momentáneamente. Se tapa nuevamente y se continúa la agitación manteniendo la temperatura a 65 °C. Exactamente 1 h después de agregar el papel de filtro con el residuo, se 4 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) pasa cuantitativamente el contenido al matraz volumétrico de 500 ml que contiene la fracción de fósforo soluble en agua. Se enfría a temperatura ambiente, se lleva a volumen con agua destilada (ó tipo I) se mezcla y se deja en reposo por lo menos 2 h antes de tomar la alicuota. Si el residuo de fertilizante se requiere para la cuantificación de fósforo insoluble en citrato (véase numeral 3.3.4) la solución de citrato se somete a filtración, a través de papel filtro Whatman No.5 o su equivalente. b) Método de extracción con citrato - EDTA Se pesa 0.5 g de muestra y se transfiere a un matraz volumétrico de 500 ml que contenga 100 ml de solución de citrato de amonio - EDTA previamente calentada a 65 °C. Se tapa el matraz herméticamente y se agita vigorosamente para asegurar completo contacto de la muestra con la solución. Se remueve el tapón momentáneamente para liberar la presión. Se coloca el matraz en un agitador y se deja en agitación dentro de un baño a 65 °C durante una hora. Se saca el recipiente con la muestra del baño y se deja enfriar a temperatura ambiente (20 °C – 25 °C). Se diluye a volumen, se filtra el residuo o se deja decantar la solución de muestra. Si el residuo de fertilizante, se requiere para la cuantificación de fósforo insoluble en citrato (véase el numeral 3.3.4), la solución de citrato se somete a filtración a través de papel filtro Whatman No. 5 o su equivalente. 3.3.4 Fósforo insoluble en citrato 3.3.4.1 Reactivos - Véase el numeral 3.3.3.1 - Agua destilada ( ó tipo I véase el Anexo A) - Ácido clorhídrico (HCl) concentrado 35 % - 37 % - Solución de nitrato de amonio al 5 %. 3.3.4.2 Procedimiento Se procede como en el numeral 3.3.3.2 (a) ó (b) y se lava el residuo con agua destilada (ó tipo I) a 65 °C hasta que el volumen del filtrado sea aproximadamente de 350 ml, se deja tiempo para que todo el agua drene, antes de agregar la siguiente porción. Si el material produce un filtrado turbio, se lava el residuo con solución de nitrato de amonio al 5 %. El residuo se trata por uno de los siguiente métodos: 1. Se seca el papel y el contenido, se transfiere a un crisol, se calcina (véase la NTC 435) hasta que toda la materia orgánica sea destruida, se diluye con ácido clorhídrico (HCl) (de 10 ml a 15 ml) hasta que todo el fosfato se disuelva; o, 5 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 2. NTC 234 (Primera actualización) Se trata el papel de filtro y el contenido húmedo como en 3.3.1.2 (a), (b), (c), (d), o (e). Se diluye la solución hasta 250 ml u otro volumen se mezcla bien y se filtra a través de un papel de filtro seco. 4. MÉTODOS DE ENSAYO 4.1 DETERMINACIÓN DEL FÓSFORO TOTAL 4.1.1 Método volumétrico 4.1.1.1 Principio del método. Consiste en disolver la muestra y precipitar el fósforo en medio ácido como fosfomolibdato de amonio. El precipitado obtenido, previa neutralización, se trata con una solución valorada de hidróxido de sodio en exceso. El fósforo pasa a fosfato amónico y se valora el exceso de hidróxido de sodio (NaOH) por retroceso con solución valorada de ácido. El consumo de soda es proporcional al contenido de fósforo, de acuerdo con la siguiente reacción: (NH4)3 PO4.12MoO3 + 23NaOH _11Na2MoO4 + 11H2O + (NH4)2 MoO4 + Na (NH4) HPO4 4.1.1.2 Materiales y equipos - Bureta de 50 ml - Bureta de 10 ml - Agitador mecánico - Equipo de filtración - Material usual de laboratorio. 4.1.1.3 Reactivos a) Solución de molibdato de amonio. Se disuelven 100 g de trióxido de molibdeno (MoO3) en una mezcla de 144 ml de hidróxido de amonio (NH4OH) y 271 ml de agua destilada (ó tipo l). Se enfría y se vierte la solución lentamente y con agitación constante en una mezcla enfriada de 489 ml de ácido nítrico (HNO3) y 1 148 ml de agua destilada (ó tipo l). Se mantiene la mezcla final en reposo durante varios días o hasta que una porción calentada a 40 °C no deposite precipitado amarillo. Se decanta la solución de cualquier sedimento y se guarda en frascos con tapón de vidrio. 1. Solución acidificada de molibdato de amonio. A 100 ml de la solución de molibdato de amonio se agregan 5 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado. Se debe filtrar inmediatamente antes de usar. 6 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) b) Solución valorada de hidróxido de sodio o de potasio de concentración 0.32 N aproximadamente. c) Solución valorada de ácido clorhídrico (HCl) o nítrico (HNO3). Se prepara una solución de concentración correspondiente a la del álcali (numeral b) o la mitad de esta concentración y se valora por titulación contra esa solución, usando fenolftaleína como indicador. 4.1.1.4 Procedimiento a) Si la muestra no tiene sulfatos Una vez preparada la muestra como en el numeral 3.3.1.2 (a, b, c, d ó e) en un vaso de precipitados o matraz se coloca una alícuota correspondiente a 0,4 g de muestra, si ésta tiene un contenido de P2O5 menor del 5 %, 0,2 g si el contenido es de 5 % a 20 %; 0,1 g si el contenido es mayor del 20 %. Luego se agrega hidróxido de amonio hasta que el precipitado formado se disuelva únicamente por agitación vigorosa. Se ajusta la temperatura entre 25 °C y 30 °C; si la muestra no forma precipitado, con el hidróxido de amonio (NH4OH) como criterio se toma el punto de neutralización, se alcaliniza, ligeramente la solución con hidróxido de amonio usando papel de tornasol como indicador y luego se acidifica ligeramente con ácido nítrico (1:3). Se agregan de 20 ml a 25 ml de solución acidificada de molibdato de amonio para una muestra con un contenido de P2O5 menor del 5 %, o de 30 ml a 35 ml si el contenido de P2O5 está entre 5 % y 20 %. Cuando el contenido de P2O5 es superior al 20 % se agrega solución de molibdato de amonio en cantidad suficiente para asegurar precipitación completa. Se coloca la solución en un aparato de agitación, se agita a temperatura ambiente durante 30 min, inmediatamente se decanta pasando el líquido a través de un papel de filtro y se lava dos veces el precipitado por decantación con porciones de 25 ml a 30 ml de agua destilada (ó tipo I), agitando intensamente y dejando sedimentar. Se transfiere el precipitado al papel de filtro y se lava con agua destilada fría hasta que el filtrado proveniente de dos llenados del filtro dé una coloración rosada por adición de fenolftaleína y una gota de álcali valorado. Se lleva el precipitado con el papel de filtro al vaso o matraz donde se hizo la precipitación se disuelve en un pequeño exceso de álcali valorado, se agregan unas pocas gotas de fenolftaleína y se titula con el ácido valorado. b) Si la muestra tiene sulfatos. A la muestra caliente, preparada según el numeral 3.3.1.2 (a, b, c, d ó e), se le agregan 25 ml de cloruro de bario (BaCl2) al 10 %, se coloca a ebullición por 10 min aproximadamente, se enfría, se transfiere a un matraz de 250 ml y se filtra a través de un papel de filtro Whatman No. 5 ó su equivalente, antes de tomar la alícuota. Se continua como en el numeral 4.1.1.4. a) 4.1.1.5 Expresión de los resultados. El contenido de fósforo total, expresado como (P2O5) en porcentaje en peso, se calcula mediante la siguiente ecuación: 7 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA % P2O5 = NTC 234 (Primera actualización) ( ) 0,1348 * Vs N s − Va − N a × 250 A× m × 142 62 Donde: 4.1.2 VS = el volumen de álcali valorado, usado para disolver el precipitado, en mililitros NS = normalidad del álcali valorado Va = volumen de ácido valorado usado en la titulación, en mililitros Na = normalidad del ácido valorado A = volumen de la alícuota tomada, en mililitros M = peso de la muestra, en gramos 142 = peso molecular del P2O5 62 = 2 veces el peso molecular del fósforo Método gravimétrico 4.1.2.1 Principio del método. Consiste en precipitar el fósforo como (C9H7N)3 H3 (PO4 . 12 MoO3) por medio de molibdato de quinolina. Se seca el precipitado y se determina su peso. 4.1.2.2 Materiales y equipos - Filtro Gooch - Discos filtrantes, de fibra de vidrio - Matraz, de 300 ml y 500 ml - Desecador - Placa caliente - Mufla - Matraz volumétrico, de 200 ml - Material usual de laboratorio __________________ * 0,1348 es el factor que resulta de dividir el peso de 1 meq-gr de fósforo (0,0309738 g) entre 23 (moles) y multiplicarlo por 100 %. Se divide por 23 ya que por cada mol de molibdofosfato de amonio formado, se requieren 23 moles de acali (NaOH) para su disolución. 8 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) 4.1.2.3 Reactivos a) Reactivo ácido cítrico - ácido molibdico. Se disuelve con agitación constante, 54 g de anhídrido molíbdico (MoO3) y 12 g de Hidróxido de Sodio (NaOH) en 400 ml de agua, y se enfría. En otro recipiente, se disuelve 60 g de ácido cítrico (C6H8O7 . H2O) en una mezcla de 140 ml de ácido clorhídrico (HCl) y 200 ml de agua destilada (ó tipo I). Se adiciona gradualmente la solución de molibdato sobre la solución de ácido cítrico (C6H8O7 . H2O) con agitación. Se enfría, se filtra y se diluye a 1 l. (La solución puede ser verde o azul; el color depende del tiempo de exposición a la luz). Si es necesario se adicionan algunas gotas de una solución de bromato de potasio al 0,5% hasta que el color verde de la mezcla palidezca. Se guarda en un lugar oscuro. b) Solución de quinolina. Se disuelven con agitación 50 ml de quinolina sintética (C9H7N) en una mezcla de 60 ml de ácido clorhídrico (HCl) y 300 ml de agua destilada ( ó tipo I). Se enfría, se diluye a 1 l y se filtra. Se guarda en frascos de polietileno. c) Reactivo quimociac. Se disuelven 70 g de molibdato de sodio dihidratado (Na2Mo04(H2O)2) 150 ml de agua destilada. Se disuelven 60 g de ácido cítrico en una mezcla de 85 ml de ácido nítrico (HNO3) y 150 ml de agua y se enfría. Gradualmente y con agitación se adiciona solución de molibdato de sodio a la mezcla ácido cítrico-ácido nítrico. Se disuelven 5 ml de quinolina sintética en una mezcla de 35 ml de ácido nítrico y 100 ml de agua destilada. Gradualmente se agrega esta solución a la solución mezcla de molibdato ácido cítrico-ácido nítrico, se agita y se deja en reposo durante 24 h. Se filtra, se agregan 280 ml de acetona, se diluye con agua destilada (ó tipo I) a 1 l, se mezcla. Se guarda en frascos de polietileno. 4.1.2.4 Procedimiento a) b) En un matraz de 500 ml se coloca una alicuota de la solución preparada como en el numeral 3.3.1.2 que no contenga más de 25 mg de pentóxido de fósforo (P2O5) y se diluye a 100 ml aproximadamente con agua destilada (ó tipo I). Se continua por uno de los siguientes procedimientos: - Procedimiento A. Se agregan 30 ml de reactivo ácido cítrico - ácido molibdico y se hierve suavemente durante 3 min. (La solución debe estar libre de precipitado al cabo de este tiempo). Se retira del calor y se agita cuidadosamente. Inmediatamente se agregan de la bureta 10 ml de solución de quinolina con agitación constante, los primeros 2 ml a 4 ml en forma de gotas y el resto en forma de chorro continuo. - Procedimiento B. Se agregan 50 ml de reactivo quimociac, se cubre con un vidrio de reloj, se coloca sobre una placa de calentamiento en una vitrina y se hierve durante 1 min. Después del tratamiento de alguno de los dos procedimientos anteriores, se enfría a temperatura ambiente, agitando 3 o 4 veces durante el enfriamiento, se filtra a través de un filtro de Gooch con un papel de fibra de vidrio previamente secado a 9 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) 250 °C y pesado, se lava cinco veces con 25 ml de agua destilada (ó tipo I). Se seca el crisol y su contenido durante 30 min a 250 °C, se enfría en un desecador a peso constante y se pesa como fosfomolibdato de quinolina (C9H7N)3 H3PO4. 12 MoO3 . Nota 3. Se efectúa paralelamente un ensayo en blanco con los reactivos. El peso obtenido se resta del encontrado en el análisis de la muestra y este constituye el peso del precipitado corregido. 4.1.2.5 Expresión de los resultados. El contenido de fósforo total, expresado como (P2O5), en porcentaje en peso, se obtiene aplicando la siguiente ecuación: % P2O5 = 0,01400 × P × V 142 × × 100 A× M 62 Donde: P = peso del precipitado corregido, en gramos A = volumen de la alícuota tomada, en mililitros M = peso de la muestra tomada en la alícuota, en gramos V = volumen final en ml al que se lleva la muestra 142 = peso molecular del P2O5 62 = 2 veces el peso molecular del fósforo = porcentaje de fósforo presente en el fosfomolibdato de quinolina. 0,01400 4.1.3 Método espectrofotométrico del fósfomolibdovanadato 4.1.3.1 Principio del método. Los ortofosfatos reaccionan con el molibdovanadato formando complejos coloreados que absorben a una longitud de onda de 400 nm. La absorbancia de esta solución es proporcional a la concentración de fósforo presente en la muestra. Este método no se aplica a materiales que producen soluciones coloreadas o que contienen otros iones los cuales pueden formar complejos coloreados con el molibdovanadato. No es recomendado para escorias básicas. 4.1.3.2 Materiales y equipos a) Espectrofotómetro equipado con celda de 10 mm (1 cm) b) Material usual de laboratorio 10 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) 4.1.3.3 Reactivos a) Reactivo de molibdovanadato: se disuelve 40 g de molibdato de amonio tetrahidratado ((NH4)6Mo7024(H20)4) en 400 ml de agua, se calienta y se enfría, se disuelven 2 g de metavanadato de amonio (NH4V03) en 250 ml de agua caliente, se enfría y se adiciona 450 ml de ácido perclórico (HClO4) del 70 % - 72 % (Precaución: consultar notas de seguridad del ácido perclórico). Lentamente se adiciona la solución de molibdato a la solución de vanadato con agitación y se diluye a 2 l. b) Solución estándar de fósforo: se seca por 2 h a 105 °C el fosfato diácido de potasio (KH2PO4) puro (52,15% P2O5). Se preparan soluciones que tengan entre 0,4 mg a 1,0 mg de P2O5/ml en incrementos de 0,1 mg por pesos de 0,0767 g, 0,0959 g, 0,1151 g, 0,1342 g, 0,1534 g, 0,1726 g y 0,1918 g de KH2PO4, estas soluciones contienen 0,4; 0,6; 0,7.; 1 mg/ml respectivamente, se diluye cada uno a 100 ml con agua. Se prepara soluciones frescas de 0,4 y 0,7 mg de P2O5/ml semanalmente. c) Preparación de la curva estándar. Se toma con una pipeta alícuotas de 5 ml de cada uno de los siete estándares de P2O5 (2 mg - 5 mg P2O5/alícuotas) en balones aforados de 100 ml y se adiciona 45 ml de agua. Se espera 5 min y se adiciona a toda la serie 20 ml del reactivo de molibdovanadato desde una bureta o pipeta, se diluye a volumen con agua y se mezcla se deja en reposo por 10 min. Se ajusta el espectrofotómetro a una longitud de onda de 400 nm y el cero de absorbancia con el estándar de 2 mg de P2O5, luego se lee la absorbancia de los otros estándares. Después de cada lectura se debe ubicar nuevamente el equipo en cero (0) con el estándar de 2 mg para corregir los cambios producidos por la variación de la temperatura. Gráfique absorbancia vs mg P2O5/ml. 4.1.3.4 Procedimiento. Se toma con una pipeta, alícuotas de 5 ml de los estándares de fósforo que contienen 2 mg y 3,5 mg de P2O5/alícuota respectivamente en balones aforados de 100 ml y se desarrolla el color como en el numeral 4.1.3.3 (c). Se ajusta el instrumento a cero de absorbancia con el estándar de 2 mg y se determina la absorbancia del estándar de 3,5 mg (la absorbancia del estándar de 3,5 mg debe ser similar al valor correspondiente de la curva). a) Muestras que contienen hasta 5% de P2O5. Se toman alícuotas de 5 ml de solución muestra (véase el numeral 3.3.1.2 (a)) y 5 ml de solución estándar de 2 mg de P2O5 . Se desarrolla el color y se determina la absorbancia de la misma forma que en los estándares de fosfato, ajustando el cero (0) con el estándar de 2 mg. Se lee la concentración de P2O5 en la curva. Cuando se tengan varias series, se cuadra el cero (0) con el estándar de 2 mg antes de cada lectura. 11 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA b) NTC 234 (Primera actualización) Para muestras que contiene más de 5% P2O5. Se toma 5 ml o 10 ml de solución (véase el numeral 3.3.1.2 (b)) en un matraz aforado de 100 ml. No se adiciona el estándar de P2O5 y se procede como en el parámetro anterior. 4.1.3.5 Expresión de los resultados. a) Muestras que contienen hasta 5% P2O5 % P2O 5 = b) (Lc − 2 ) × Vm A × M × 1 000 × 100 % Muestras que contienen más de 5% P2O5 % P2O5 = Lc × Vm × 100 % A × M × 100 Donde: Lc = lectura en la curva de los mg de P2O5, leídos 2 = 2 mg de P2O5 adicionados a la muestra que presenta un contenido de P2O5 inferior al 5 % Vm = volumen en ml al que fué llevada la digestión de la muestra M = peso de la muestra en gramos A = volumen en ml de la alícuota tomada de la digestión para la reacción de desarrollo de color 1 000 = factor para expresar en miligramos el peso de la muestra. 4.2 DETERMINACIÓN DEL FÓSFORO SOLUBLE EN AGUA 4.2.1 Método volumétrico 4.2.1.1 Principio. Véase el numeral 4.1.1.1. 4.2.1.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.1.2. 4.2.1.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.1.3. 4.2.1.4 Procedimiento Se toma una alícuota de la solución obtenida en el numeral 3.3.2 y se continua como en el numeral 4.1.1.4 (a) ó (b). 12 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) 4.2.1.5 Expresión de los resultados, véase el numeral 4.1.1.5 4.2.2 Método gravimétrico 4.2.2.1 Principio. Véase el numeral 4.1.2.1. 4.2.2.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.2.2. 4.2.2.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.2.3. 4.2.2.4 Procedimiento. Se toma una alícuota de la solución preparada en el numeral 3.3.2 que contenga una cantidad no mayor a 25 mg de P2O5 en un erlenmeyer de 500 ml, se diluye si es necesario a 50 ml, se adiciona 10 ml de HNO3 (1:1), se hierve suavemente por 10 min. Se enfría y se diluye hasta 100 ml y se procede como en el numeral 4.1.2.4 4.4.2.5 Expresión de los resultados véase numeral 4.1.2.5 4.2.3 Método espectrofotométrico 4.2.3.1 Principio. Véase el numeral 4.1.3.1 4.2.3.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.3.2. 4.2.3.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.3.3 4.2.3.4 Procedimiento Se procede de acuerdo con el numeral 4.1.3.4 y se procede de igual manera. 4.2.3.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.3.5 4.3 FÓSFORO ASIMILABLE 4.3.1 Método volumétrico 4.3.1.1 Principio. Véase el numeral 4.1.1.1 4.3.1.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.1.2 4.3.1.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.1.3 4.3.1.4 Procedimiento. Se preparan las muestras como en el numeral 3.3.3.2 (a) ó (b). Una vez preparada la muestra, se determina el contenido de fósforo como en el numeral 4.1.1.4 (a) ó (b). 4.3.1.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.1.5. 4.3.2 Método gravimétrico 4.3.2.1 Principio. Véase el numeral 4.1.2.1 13 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) 4.3.2.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.2.2 4.3.2.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.2.3 y además se debe preparar: Mezcla de ácidos nítrico y perclórico: se agregan 300 ml de ácido perclórico (HClO4) del 70 % al 72 % a 700 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado. 4.3.2.4 Procedimiento a) Soluciones que contienen fósforo no orgánico, se toma una alícuota de la solución obtenida en el numeral 3.3.3.2 (a) ó (b) que no contengan más de 25 mg de P2O5 y no más de 10 ml de solución de citrato de amonio. Se diluye si es necesario hasta una cantidad cercana a 50 ml y se adiciona 10 ml de ácido nítrico (HNO3) (1:1), se hierve suavemente durante 10 min, se enfría, se diluye a 150 ml y se procede de acuerdo con el numeral 4.1.2.4 procedimiento (A) ó (B). b) Soluciones que contienen fósforo orgánico. Se toma una alícuota como en el numeral (a) anterior, se adiciona 10 ml de una mezcla de ácido nítrico - ácido perclorico (HNO3 - HClO4) (véase numeral 4.3.2.3). Se hierve vigorosamente hasta que el color verde amarillento desaparezca (usualmente 30 min), se enfría y se adiciona 2 ml de ácido clorhídrico (HCl) Después de que la reacción vigorosa cese, se evapora a humos blancos, se continua calentando por 5 min. Se enfría y se procede como en el numeral 4.1.2.4 (A) ó (B). 4.3.2.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.1.5. 4.3.3 Método espectrofotométrico 4.3.3.1 Principio. Véase numeral 4.1.3.1. 4.3.3.2 Materiales y equipos. Véase numeral 4.1.3.2. 4.3.3.3 Reactivos. (precaución: se debe revisar los datos de seguridad de HNO3 y HClO4 para la oxidación húmeda). Véase el numeral 4.1.3.3 y además preparar los siguientes reactivos: - Mezcla ácida ternaria. Se agregan 20 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado a 100 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado, se mezcla y se agregan 40 ml de ácido perclórico (HClO4) del 70 % - 72 % - Solución al 20 % de clorato de sodio (NaClO3) - Mezcla de ácidos nítrico y perclórico: se agregan 300 ml de ácido perclórico (HClO4) del 70 % a 700 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado. 4.3.3.4 Procedimiento Se preparan las muestras como en el numeral 3.3.3.2 (a) ó (b) 14 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA a) NTC 234 (Primera actualización) Muestras que contienen hasta 5 % de P2O5. Se toman 10 ml de solución de la muestra, (asegurándose que esta alícuota no contenga más de 3 ml de solución de citrato de amonio) y se trata por uno de los siguientes métodos. 1) Se adiciona 5 ml de una solución de clorato de sodio (NaClO3) al 20 % y 10 ml de mezcla HNO3-HClO4. Se hierve suavemente hasta que el color verde-amarillento desaparezca (aproximadamente 20 min). Se enfría, se adiciona, 2 ml de HCl. Después de que la reacción vigorosa cese se evapora hasta obtener humos blancos y se continua calentando por 2 min. 2) Se adiciona 5 ml de mezcla ternaria, se agita, se hierve suavemente por 15 min y se deja en digestión a una temperatura de 150 °C a 200 °C, hasta que la solución se torne café y posteriormente aclare nuevamente y se produzcan abundantes humos blancos, se continua calentando por 5 min más. Se deja enfriar. Se enfría, se adiciona 15 ml de agua y se hierve por 5 min. Se transfiere a un balón aforado de 100 ml, se diluye a 50 ml, se agita, se enfría a temperatura ambiente. Se adiciona 5 ml de solución patrón de fosfato que contenga 2 mg de P2O5 y 20 ml de reactivo de molibdovanadato. Se diluye a 100 ml y se determina la absorbancia de la misma forma que en el numeral 4.1.3.3 (c), ajustando el cero con el estándar de 2 mg de P2O5, determinar la concentración de la muestra por interpolación en la curva. b) Muestras que contienen más de 5 % P2O5. Se diluye la solución a un volumen tal que una alícuota de 5 ml a 10 ml contenga de 2 mg a 5 mg de P2O5 y no más de 3 ml de solución de citrato. Se procede como en (a) 1 ó 2. Sin adicionar solución patrón de fosfato. 4.3.3.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.3.5. 4.4 FÓSFORO INSOLUBLE EN CITRATO 4.4.1 Método volumétrico 4.4.1.1 Principio. Véase el numeral 4.1.1.1. 4.4.1.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.1.2. 4.4.1.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.1.3. 4.4.1.4 Procedimiento a) Una vez preparada la muestra como en el numeral 3.3.4.2 se continua como en el numeral 4.1.1.4 (a) ó (b). 4.4.1.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.1.5. 15 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4.4.2 NTC 234 (Primera actualización) Método gravimétrico 4.4.2.1 Principio. Véase el numeral 4.1.2.1. 4.4.2.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.2.2. 4.4.2.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.2.3. 4.4.2.4 Procedimiento En un matraz de 500 ml se coloca una alícuota de la solución preparada como en el numeral 3.3.4.2 (1) ó (2) que no contenga más de 25 mg de P2O5, se diluye a 100 ml aproximadamente con agua destilada (o agua tipo l, véase el Anexo A). Se continúa como en el numeral 4.1.2.4 procedimiento (a) ó (b). 4.4.2.5 Expresión de los resultados. Véase el numeral 4.1.2.5. 4.4.3 Método espectrofotométrico 4.4.3.1 Principio. Véase el numeral 4.1.3.1. 4.4.3.2 Materiales y equipos. Véase el numeral 4.1.3.2. 4.4.3.3 Reactivos. Véase el numeral 4.1.3.3. 4.4.3.4 Procedimiento Según la concentración de P2O5 presente en la muestra trabajada como en el numeral 3.3.4.2, seguir como en el numeral 4.1.3.4 (a) ó (b). 4.4.3.5 Expresión de los resultados. Véanse los numerales 4.1.3.5 (a) ó (b). 4.5 MÉTODOS INDIRECTOS 4.5.1 Fósforo soluble en citrato Se resta del P2O5 total, la suma del P2O5 soluble en agua y el P2O5 insoluble en citrato. 4.5.2 Fósforo asimilable Del P2O5 total se resta el P2O5 insoluble. 4.5.3 Fósforo insoluble en citrato Del fósforo total se resta la suma del fósforo soluble en citrato y soluble en agua. 5. INFORME En el informe debe indicarse: - El número de la muestra o cualquier otra indicación que la identifique 16 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) - El contenido de fósforo, expresado como P2O5 en porcentaje, en peso - La clase de fósforo determinada - Método de cuantificación empleado - Para fósforo asimilable, decir el método de extracción utilizado. 6. APÉNDICE 6.1 DOCUMENTO DE REFERENCIA ASSOCIATION OF OFFICIAL AGRICULTURA CHEMISTS. Phosphorus in Fertilizers. USA: AOAC 963.03; 960.02; 960.03; 993.31, 1993. 1 p. 17 NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 234 (Primera actualización) Anexo A (Informativo) A.1 AGUA TIPO L Agua que cumple con los requisitos de la Tabla A.1. Tabla A.1. Especificaciones para el agua tipo I Parámetro de calidad Valor Bacterias CFU/ml 10 Resistividad, megaohms/ml a 25 °C > 10 Conductividad micromho/ml a 25 °C < 0,1 Si O2(mg/l) < 0,05 Sólidos totales (mg/l) 0,1 Materia orgánica oxidable (mg/l) < 0,05 18
