A DETERMINAÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO NO SOLO

Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP[pic 1][pic 2]

Instituto de Ciências Exatas e Biológicas - ICEB

Departamento de Química - DEQUI

Análise de Solo, Ar e Água

Aline Loures dos Santos

Caio

Júlia

Débora

PRÁTICA 2 – DETERMINAÇÃO DE CARBONO ORGÂNICO NO SOLO

Ouro Preto, Minas Gerais, Brasil

Dezembro de 2018

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO        1

OBJETIVO        2

METODOLOGIA        2

DADOS EXPERIMENTAIS        2

RESULTADOS E DISCUSSÃO        3

REFERÊNCIAS        6

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INTRODUÇÃO

Pode-se encontrar o carbono no solo nas suas formas orgânicas e inorgânicas. Na forma inorgânica o C estará como carbonato, bicarbonato e dióxido de carbono. O carbono orgânico do solo é encontrado na biomassa dos microrganismos, no húmus estabilizado, nos resíduos vegetais e animais em diferentes estágios de decomposição e em materiais inertes como carvão vegetal ou mineral. Determinando a quantidade de carbono no solo é possível determinar a quantidade de matéria orgânica, a qual apresenta maiores concentrações nas camadas superficiais (< 1,0 m) e diminui com o aumento da profundidade. Uma das aplicações para se determinar o teor de carbono (C) é para avaliar o grau de humificação dos resíduos, uma vez que, com o aumento do tempo de compostagem, ocorre diminuição do teor de MO do composto (Dias et al., 2010)

A análise do teor de C envolve a conversão em CO2 de todas as substâncias orgânicas presentes no resíduo, por meio de combustão seca ou úmida, por digestão, oxidação e dosagem do agente oxidante remanescente, por titulometria, volumetria, entre outros procedimentos analíticos (Gatto et al., 2009). Na oxidação a seco mede-se o CO2 produzido pela combustão do solo. Apesar se ser o método mais preciso ele requer equipamentos especiais. A oxidação por via úmida é a mais utilizada devido maior simplicidade e a necessidade de poucos equipamentos. Neste método o C do solo é oxidado por uma solução oxidante, no caso da prática foi utilizado o método Walkley-Black onde o oxidante é o dicromato de potássio em meio ácido, assumindo-se que todo o C do solo esteja em um estado de oxidação zero (C0), o que não é verdadeiro. A reação de oxidação do carbono é representada a seguir:

2Cr2O72- + 3C + 16H+ -> 4Cr3+ + 3CO2 + 8H2O

A dosagem pode ser feita por meio da determinação colorimétrica do Cr3+ formado, ou por meio da titulação do dicromato remanescente da oxidação, quando este é colocado em excesso. A titulação do dicromato é feita com uma solução de sulfato ferroso amoniacal (Fe(NH4)2(SO4)2), empregando-se como indicador difenilamina conforme a reação:

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ -> 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

É recomendado que os laboratórios apresentem os resultados de carbono no solo em termos de teores de C ao invés de teor de matéria orgânica, o qual este último pode ser calculado multiplicando-se o teor de C por 1,724, sendo este denominado fator de van Bemmelen, pois há indicações de que este fator é um preditor razoável (Heaton et al., 2016).

OBJETIVO

Esta prática tem por objetivo determinar os teores de C orgânico nas amostras de solo (Latossolo Vermelho, horizontes A e B), pelo método de Walkley-Black.

METODOLOGIA

Pesou-se, em uma balança analítica, aproximadamente 1,000g de cada amostra em erlenmeyers de 500mL. Em seguida adicionou-se 10,00mL de solução de K2Cr2O7 0,167mol/L e 20mL de H2SO4 concentrado. A solução foi agitada por 1 minuto e deixada em repouso por 30 minutos. Após esse período, adicionou-se 200mL de água destilada, 10mL de H3PO4 concentrado e 5 gotas do indicador difenilamina. Efetuou-se então a titulação com solução de Fe(NH4)2(SO4)2 0,4mol/L até que a cor mudasse de azul para verde. Os cálculos para determinação do teor de carbono (g de carbono/kg de TFSA) e de matéria orgânica (g de MO/kg de TFSA) foram calculados e estão descritos nos resultados.

DADOS EXPERIMENTAIS

Massas de solo:

Horizonte A: 1,0053g

Horizonte B: 1,0039g

Volumes gastos na titulação:

Horizonte A: 12mL

Horizonte B: 19,4mL

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Reações da determinação de carbono orgânico no solo:

1. Cr2O72- + Fe2+ + H+ -> Cr3+ + Fe3+ + H2O
2. Cr2O72- + C + H+ -> Cr3+ + CO2 + H2O

Semi-reações 1):

Cr2O72- + 14H+ + 6e- -> 2Cr3+ + 7H2O

Fe2+ -> Fe3+ + 1e-  x 6

6Fe2+ -> 6Fe3+ + 6e- 

Somando as semi-reações:

Cr2O72- + 14H+ + 6e- -> 2Cr3+ + 7H2O

6Fe2+ -> 6Fe3+ + 6e-  [pic 3]

Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ -> 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O

Semi-reações 2):

Cr2O72- + 14H+ + 6e-  -> 2Cr3+ + 7H2O x4

C + 2H2O -> CO2 + 4H+ + 4e-  x6

Somando as semi-reações: