Análise de fertilizantes NPK por Espectroscopia Raman e Espectrometria de absorção atômica e molecular

Abstract

Neste trabalho combinou-se a HR-CS FAAS e a Espectroscopia Raman no desenvolvimento de um sistema de análise em fluxo para a determinação de N, P e K em fertilizantes. O acoplamento das técnicas permitiu identificar e determinar nitrato, ureia, fosfito, fosfato e potássio. A Espectroscopia Raman possibilitou especiar e determinar quantitativamente N (ureia e nitrato) e P (fosfato e fosfito). A HR-CS FAAS permitiu a determinação total de N, P e K nas linhas de NO em 215,247 nm, de PO em 247,620 nm e de K em 344,738 nm. O método foi validado por meio de análise de materiais de referência certificados, adição de padrão e recuperação e comparação com métodos oficiais (Kjeldahl para N; espectrofotometria de UV-Vis para P, espectrometria de emissão atômica em chama para K). Os resultados obtidos pelo método proposto foram concordantes ao nível de 95% de confiança com os valores certificados dos materiais de referência e com aqueles obtidos pelos métodos oficiais. E as recuperações se situaram entre 87 a 105%. Os limites de detecção para fosfato, fosfito, ureia e nitrato obtidos por Espectroscopia Raman foram 0,02, 0,01, 0,01 e 0,01 mg g-1 , respectivamente. E os limites calculados para P, N e K para a técnica HR-CS FAAS foram 0,01, 0,03 e 0,01 mg g-1 , respectivamente. Novos métodos de calibração denominados Single Standard Multi-Point Calibration e Single Standard Two-Point Calibration foram propostos para a Espectroscopia Raman. As calibrações com único padrão se baseiam na variação de um parâmetro operacional (potência do laser ou tempo de aquisição do sinal) para gerar diferentes sinais analíticos e, portanto, uma curva de calibração. A proposta foi aplicada na determinação de N (ureia e nitrato) e de P (fosfato e fosfito) em fertilizantes, e os resultados foram concordantes ao nível de 95% de confiança com os valores certificados de materiais de referência e com os obtidos pelos métodos oficiais (Kjeldahl para N; Espectrofotometria de UV-Vis para P). O intervalo das recuperações foi de 91 a 119% (SS-MPC) e 82 a 110% (SS-TPC). Os limites de detecção para fosfato, fosfito, ureia e nitrato foram, respectivamente 0,01, 0,03, 0,01 e 0,02 mg g-1 (SS MPC) e 0,02, 0,02, 0,01 e 0,01 mg g-1 (SS-TPC).

In this work HR-CS FAAS and Raman Spectroscopy were combined in the development of a flow analysis system for the determination of N, P and K in fertilizers. The coupling of the techniques allowed the identification and determination of nitrate, urea, phosphite, phosphate and potassium. Raman Spectroscopy made it possible to speciate and quantitatively determine N (urea and nitrate) and P (phosphate and phosphite). HR-CS FAAS allowed the total determination of N, P and K as NO lines at 215.247 nm, PO at 247.620 nm and K at 344.738 nm. The method was validated by analysis of certified reference materials, standard addition and recovery and comparison with official methods (Kjeldahl for N; UV-Vis spectrophotometry for P, flame atomic emission spectrometry for K). The results obtained by the proposed method were in agreement at the 95% confidence level with the certified values of the reference materials and with those obtained by official methods. And the recoveries were between 87 and 105%. The detection limits for phosphate, phosphite, urea and nitrate obtained by Raman Spectroscopy were 0.02, 0.01, 0.01 and 0.01 mg g-1, respectively. And the calculated limits of detection for P, N and K determinated by HR-CS FAAS were 0.01, 0.03 and 0.01 mg g-1, respectively. New calibration methods called Single Standard Multipoint Calibration and Single Standard Two-point Calibration have been proposed for Raman Spectroscopy. Single standard calibrations are based on varying na instrument operational parameter (laser power or signal acquisition time) to generate different analytical signals and thus a calibration curve. The new method was applied to the determination of N (urea and nitrate) and P (phosphate and phosphite) in fertilizers, and the results were concordant at 95% confidence level with certified values of reference materials and with those obtained by official methods (Kjeldahl for N; UV- Vis spectrophotometry for P). The range of recoveries was 91 to 119% (SS-MPC) and 82 to 110% (SS-TPC). The detection limits for phosphate, phosphite, urea and nitrate were 0.01, 0.03, 0.01 and 0.02 mg g-1 (SS-MPC) and 0.02, 0.02, 0.01 and 0.01 mg g-1 (SS-TPC), respectively.