Elección y desarrollo de un método analítico para la determinación de nitrato en un fertilizante comercial

1. DETERMINACIÓN
DE NITRATOS EN
FERTILIZANTES

2. 1.INTRODUCCIÓN
1.1 Problema analítico
-Certificar el contenido de nitratos
en un fertilizante de uso
comercial.

3. 1.2 Importancia de su
eliminación
Acumulación de nitrato en el subsuelo
lixiviación
contaminación de las aguas
subterráneas
salud
(síndrome del bebé azul o
metahemoglobinemia)
eutrofización
del medio

4. Importancia de su eliminación
• Principales fuentes de producción de nitratos en
aguas subterráneas:
fertilizantes
Estiércol y abonos sistemas
sépticos

5. 1.3 Métodos Alternativos
• Cromatografía iónica saliva
humana
• HPLC materia biológica y
alimentación
• Espectrofotometría visible agua
potable
• Biosensor amperométrico agua
• Espectrofotometría VIS-UV agua uso
agrícola

6. 1.4 Comparación de
métodos
Biosensor Cromatografía Espectrofotomet Potenciometría
amperométri iónica ría visible electrodo
co de nitrato selectivo
L.D. 0,4 µM 33,5 µg/L 20 µM __________
Sensibilidad 13,8 mA/Mcm2 alta __________ 53,4 mV/década
Intervalo lineal >35 µM 50 µg/L- 400 µg/mL 300- 4000 µM 0,05-10 mM
Interferencias ________ No hay C.coloreados Cl-,c.orgánicos
t de análisis Rápido Rápido Rápido Rápido
Precisión Buena R.D.S. < 3% __________ 3.4%
Método de Método Adiciones estándar __________ Muestra
validación fotométrico certificada
coste alta baja baja
Selectividad Alta Alta Media Alta

7. 1.5 Método Seleccionado
•Análisis potenciométrico con electrodos selectivos de iones
-El método potenciométrico, consiste en la medida de la
actividad (o concentración) de una especie química,
midiendo directamente el potencial con el que está
directamente relacionada, mediante una conocida función
logarítmica conocida como ecuación de Nikolskii.
Respuesta lineal a Δlogai
E = L + ß(0,05916/zi)log[ai +Σj(kijpotajzizj)]
-Un electrodo selectivo de iones es una membrana que
responde más o menos selectivamente a un ión determinado.

8. -se encuentra en contacto, por una parte, con la disolución
del ión a determinar, y por otra, generalmente, con una
disolución del mismo a una actividad fija, la cual está a su
vez en contacto con un electrodo de referencia apropiado.
-Una de las principales ventajas de este tipo de electrodos
es que pueden construirse, en principio, para cualquier
especie iónica.
-Constituyen una herramienta importante para la
determinación de iones, debido a la capacidad que tienen para
obtener selectiva y de forma continua la actividad de unión en
disolución.

9. Ventajas Inconvenientes
-Electrodo de fácil fabricación.
-Presencia de interferentes
Cl - ; NO2-
-medida rápida
-Alta selectividad
-Instrumentación de bajo coste
-Sensibilidad adecuada a la
muestra

10. 2.Experimental
2.1Material y
reactivos
•Disolución Patrón de nitrato sódico 1,00M
•Disolución de ajuste de la fuerza iónica sulfato potásico 0,1
•Disolución sulfato de plata 0,02M (muestra)
•Carbón activo
2.2
Instrumentación
•Potenciómetro CRISOM MicropH 2002
•Electrodo selectivo de NO3-
•Electrodo de referencia Ag/AgCl/KCl(sat)K2SO4(sat)

11. 2.3 Procedimiento
Calibrado
1.Medida del potencial de un volumen de disolución de
sulfato potásico
2.Preparación de la disoluciones patrón de 1,00M y
0.05M.
3. Adición de volúmenes determinados de
concentración entre 0,05mM y 10mM de la
disolución patrón y medida del potencial tras cada
adición Preparación de la Muestra
1.Tratamiento de la muestra en relación 1:5 con la
disolución de sulfato de plata

12. 2.Calentamiento de la muestra a 80ºC durante 5 min.
-Objetivo: favorecer la precipitación total del AgCl
3.Enfriamiento de la muestra
-Objetivo: a menor temperatura mayor es la adsorción
4.Adición de Carbón activo y agitación para favorecer la adsorción
5.Filtrado y lavado del filtro con la disolución de sulfato
potásico. Enrase con la disolución de sulfato potásico
6.Dilución en relación 5:50 con la disolución de sulfato potásico
7.Medida del potencial
8.Adiciones y medida del potencial tras cada adición

13. 3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1.Calibrado
-Medimos E para 0.05mM < [NO3-] < 10mM
Calibrado NO3
280,0
260,0
240,0
E (mV)
220,0
200,0
180,0
160,0
140,0
­4,5 ­4 ­3,5 ­3 ­2,5 ­2
log [NO3]
E = (41 ± 2) + (-53.4 ± 0.6) log [NO3] ; r = 0.999

14. 3.2.Determinación de la concentración de
nitrato
-Método de las adiciones estándar
-Medida del potencial (E)
-Fórmula para el cálculo de las concentraciones
CSVS
CM = ( ES − EM )
( VM + VS )10 m
− VM
-Porcentaje de nitrógeno presente en la muestra
% nitrógeno nítrico = 2,3 ± 0,1 %

15. 3.3.Problemas de matriz
•Matriz del fertilizante = Matriz del agua destilada
Muestra 3
180,0
175,0
170,0
165,0
E (mV)
160,0
155,0
150,0
145,0
140,0
­2,52 ­2,42 ­2,32 ­2,22 ­2,12 ­2,02 ­1,92
log [NO3]
E = (49.8 ± 0.9) + (-49.9 ± 0.4) log[NO3] ; r = 0,9998

16. 3.4.Cálculo iterativo
Se utiliza la pendiente de la recta de las adiciones estándar
- Concentración final en el fertilizante utilizando mad
% final de nitrógeno nítrico = 2,2 ± 0,1 %
- Concentración final en el fertilizante utilizando mcal
% final de nitrógeno nítrico = 2,3 ± 0,1 %

17. -
3.5.Coeficiente de selectividad (NO ) 2
• Método de las disoluciones mezcladas
Gráfica
195,0
185,0
E (mV)
175,0
165,0
155,0
145,0
­5,1 ­4,6 ­4,1 ­3,6 ­3,1 ­2,6 ­2,1
log [NO3]
La ecuación para la recta de regresión a bajas
concentraciones de NO3- :
E = (191 ± 1) + (-1,9 ± 0,2) log[NO3]; R = 0.98
Mientras que para la recta a altas concentraciones de NO3-
es:
E = (95 ± 4) + (-30 ± 2) log[NO3]; R = 0.996

18. • El valor de la concentración de NO3 en el cual las dos rectas
se igualan, es el que se utiliza para determinar el coeficiente
de selectividad potenciométrico de la siguiente forma:
−
[ NO3 ]P
kijpot = −
[ NO2 ]
•Valor del coeficiente de selectividad potenciométrico
Coeficiente de selectividad = 0,011 ± 0,002

19. 4.CONCLUSIONES
• Método adecuado a la muestra problema
• Buen resultado Etiquetado comercial correcto
%N (muestra) %N (etiquetado)
2,3% 3%

20. 5.REFERENCIAS
- M.J. Moorcroft, J. Davis, R.G. Compton, Talanta 54 (2001) 785-803
- S.Cosnier, C. Innocent, Y. Jouanneau, Anal. Chem. 66 (1994)
3198-3201
- M.I.H. Helaleh, T. Korenaga, Journal of Chromatographic B 744
(2000) 433-437
- W. Xuejiang, S. V Dzyadevych, JM. Chovelon, N. J. Renault, C.
Ling, X. Siqing, Z. Jianfu, Talanta 69 (2006) 450-455
- W. R. Melchert, F.R.P. Rocha, Talanta 65 (2005) 461-465
- V. Jedisklová, Z. Paluch, S. Aluzik, Journal of Chromatographic B
780,1 (2002) 193-197
- M. Siroky, Z. Stefanac, L.J. Maris, Microchemical Journal 20,4
(1975) 483-491

21. 6.AGRADECIMIENTOS
•Arturo José Miranda Ordieres
• María Jesús Lobo Castañón