Determinação do carbono orgânico total em solos: otimização da oxidação com KMnO4 e nova proposta analítica
CHN, solos, Yeomans e Bremner, planejamento fatorial
A matéria orgânica do solo, estimada pelo teor de carbono orgânico total (COT), é de fundamental importância para diversas funções no ambiente, se relacionando a processos de ciclagem, retenção de nutrientes, agregação do solo e dinâmica da água, sendo fonte básica de energia para a atividade biológica. No Brasil, são utilizados comumente os métodos Walkley e Black e Yeomans e Bremner para a determinação do COT. Estes métodos se baseiam na oxidação do carbono orgânico (CO) com o dicromato de potássio, em meio fortemente ácido, e posterior titulação do dicromato remanescente. Estes métodos possuem como desvantagens o passivo ambiental gerado pelo uso de dicromato de potássio, reagente nocivo para a saúde humana e para o meio ambiente, o custo elevado para o armazenamento e descarte dos rejeitos e a utilização de grandes volumes de ácido sulfúrico concentrado, que é um reagente de compra controlada. Além disso, não oxidam completamente o CO. A análise elementar é a técnica mais confiável para determinação do COT, sendo utilizada como referência. Contudo, os custos para a sua implementação e análises são altos, inviabilizando sua utilização em análises de rotina. Este trabalho propõe a quantificação do COT de solos empregando o KMnO4 como oxidante alternativo ao K2Cr2O7 e determinação espectrofotométrica do permanganato remanescente, em λ=525nm. A espectrofotometria no ultravioleta-visível é uma técnica bastante consolidada e de baixo custo operacional, que permite resultados precisos e confiáveis. Inicialmente, o estudo de oxidação do carbono orgânico foi conduzido empregando biftalato de potássio como padrão de matéria orgânica e um planejamento fatorial 23 com a finalidade de otimizar as condições reacionais: tempo (30 e 60 minutos), temperatura (60 e 95 ºC) e acidez (0,125 e 0,250 mol L- 1 de H2SO4). O planejamento indicou que a temperatura foi o fator que mais influenciou na oxidação do CO. As condições de reação após otimização foram 30 minutos, 95 ºC e H2SO4 0,125 mol L-1. A oxidabilidade dos compostos orgânicos investigados frente ao KMnO4 foi avaliada, obtendo-se resultados equiparáveis ao K2Cr2O7. Para a detecção espectrofotométrica do permanganato remanescente foi investigada a influência da massa da amostra para quatro classes distintas de solos. O uso de 500 mg de amostra se mostrou ideal. Na análise de 16 amostras de solo, os teores de COT obtidos pelo método proposto se correlacionaram fortemente com os obtidos pelo método de Yeomans e Bremner (r = 0,966) e por análise elementar (r = 0,975). Esta nova abordagem para a determinação de COT em solos pode substituir os métodos atualmente utilizados nos laboratórios de solos, pois apresenta confiabilidade, simplicidade, baixo custo e oferece menos riscos ao analista e ao meio ambiente, em relação aos métodos com o dicromato de potássio.