http://dx.doi.org/10.15446/acag.v63n1.31922

Ciencias del suelo

¹Universidad de Córdoba, Colombia; ²Universidade Federal de Viçosa, Brasil *Autor para correspondência: ecombatt@hotmail.com

O objetivo foi comparar três substâncias tensoativas na dosagem do teor de enxofre disponível de solos tiomórficos. Foram coletadas 12 amostras de solos no Estado do Espírito Santo - Brasil e, em Córdoba - Colômbia. Para avaliar o efeito das substâncias tensoativas na preparação de 20 ml de suspensão de leitura, tomou-se 5 ml da suspensão e adicionou-se 15 ml de reagente de trabalho (RT). Os 15 ml de RT teve 0.8 g de BaCl₂ e os tratamentos foram: 8 mg goma arábica, ou 0.15 ml tween ou 30 mg álcool polivinílico. Além de disso, foi aplicado 0.15 ml de HNO₃ 50 mmol/lt para que o pH das suspensões de leitura ficassem entre 3 e 3.3. O enxofre foi extraído com Ca(H₂PO₄)₂, 500 mg/lt de P, em HOAc 2 mol/lt e determinado por turbidimetria. Para comparação das substâncias tensoativas de dosagem, se realizaram três repetições por método de dosagem e os dados obtidos foram analisados pelo teste de 't' e para comparação entre os métodos dosagem foi aplicado o teste estatístico de identidade de dois métodos. Pode-se concluir que a sustância tensoativa goma arábica apresentou o melhor desempenho em termos operacionais, mas também é possível o uso de álcool polivinílico para dosagem na quantificação de S-SO₄^2-.

Palavras chave: Disponível substâncias tensoativas, enxofre, goma arábica, sulfatos de bário.

The objective has been compare three surfactants in dosage of sulfur available in acid sulphate soils. Were collected 12 Soil samples in the State of Espírito Santo - Brazil and in Córdoba -Colombia. To evaluate the effect of surfactants in the preparation of 20 ml suspension of reading, has been selected 5 ml of suspension and was added 15 ml of working reagent. The 15 ml had 0.8 g of BaCl₂ and the treatments were: 8 mg gum arabic, or 0.15 ml Tween, or 30 mg polyvinyl alcohol.In addition to this, was applied 0.15 ml of HNO₃/lt at a concentration 50mmol, in order that pH of the reading suspensions had been between 3 and 3.3. The sulfur was extracted with Ca (H₂PO₄)₂, 500 mg/lt P in HOAc 2 mol/lt and determined by turbidimetry. For comparison of the surfactants were used three replicates by dosage and the data were analyzed by 't' test, to comparison between two methods was applied statistical test of identity of two methods. It can be concluded that the surfactant gum arabic showed the best performance in operational terms, but it is also possible to use polyvinyl alcohol for the quantification of S-SO₄^2-.

Key words: Available sulfur, barium sulfate, gum Arabic, surfactants.

As técnicas de dosagem turbidimetrico podem apresentar leituras diferentes para S-SO₄^2- num mesmo extrato. Estas diferenças podem ser ocasionadas pelo acumulo de precipitados que decantam com alta e variável rapidez, diminuindo a possibilidade de poder ser detectados com acurácia e precisão. Então é necessário aumentar a taxa de nucleação do sulfato e também o uso de sustâncias tensoativas para aumentar o tempo para que o sulfato de bário (Ba) possa ficar em suspensão para a quantificação nos procedimentos turbidimetricos deste elemento. Segundo Charoen et al., (2011) os biopolímerocom base em emulsionantes, tais como proteínas e polissacáridos como goma arábica, têm demonstrado ser eficazes na formação e estabilização de emulsões que sao adequado para melhorar a biocompatibilidade, a disponibilidade e a estabilidade dos compostos activos (Polizelli et al., 2006). Morais et al., (2006) expõem que a turbidemetria é uma técnica óptica essencialmente quantitativa baseada na atenuação da radiação incidente devido ao espalhamento pela concentração das partículas que encontram-se em suspensão em um meio não absorvente.

Kliemannee Malavolta (1993) indicam que a técnica de determinação turbidemétrica de S-SO₄^2- apresenta pequena sensibilidade em baixas concentrações de sulfatos e que há necessidade de aprimoramento desta técnicanas etapas de extração e dosagem de S-SO₄^2- em solos. Os métodos mais frequentemente utilizados na determinação quantitativa do S-SO₄^2- nos laboratórios de fertilidade do solo são os volumétricos, gravimétricos, turbidimetricos, ou colorimétricos (Tabatabai, 1996; Alvarez et al., 2001). Mais a concentração de iões sulfato pode ser também determinada por um dos três métodos, com plasma indutivamente acoplado (ICP, espectroscopia de emissão atômica) (Harris et al., 2003). O método colorimétrico apresentam características favoráveis de simplicidade, baixo requerimento de instrumentação, robustez e rapidez. A técnica envolve a adição de compostos ou sustâncias que possam formar uma suspensão estável e reprodutível para ser quantificada. Isto é conseguido por meio da taxa e grau de formação de turbidez e da melhora das condições de viscosidade da suspensão de leitura. O objetivo deste estudo foi comparar três substâncias tensoativas na dosagem do teor de enxofre extraído com fosfato monocálcico em acido acético por turbidimetria em solos tiomórficos.

Utilizaram-se 12 amostras de solos coletadas de 0 - 20, 20 - 40 e 40 - 60 cm de profundidade. No Estado do Espírito Santo - Brasil foi coletado nove amostras (de 0 - 20 ou 20 - 40 cm nos perfil P1, P2, P4 e P5 13578; e de 20 - 40 cm no perfil P3) e no Vale do Rio Sinú em Córdoba - Colômbia, três amostras (de 0 - 20, 20 - 40 e 40 - 60 cm no perfil P6). As amostras foram secas em estufas por 24 h a 40 oC para reduzir o tempo de oxidação, destorroadas, moídas e posteriormente passadas por peneira com malha de 2 mm (TFSA) para analise química.

Na fração TFSA (< 2 mm) de cada solo foram realizadas as seguintes analises: frações granulométricas e condutividade elétrica segundo métodos descritos por Embrapa (2006), pH quantificado em água e em KCl 1 mol/lt usando uma relação solo:solução de 1:2.5. O teor de carbono de compostos orgânicos (CO) foi analisado via combustão seca em analisador elementar (CHNS/O), modelo Perkin Elmer, PE-2400. Para a acidez potencial (H + Al) foi utilizado o extrator Ca(OAc)₂ 0.5 mol/lt, pH 7, e determinada por titulometria segundo método descrito por Defelipo e Ribeiro, (1991). A capacidade de troca catiônica (CTC) foi determinada pelo método NH₄OAc 1 mol/lt a pH 7, e o S disponível foi extraído com Ca(H₂PO₄)₂, 500 mg/lt de P, em HOAc 2 mol/lt (Alvarez et al., 2001) e determinado por turbidimetria (Quadro 1).

Método turbidimetrico.

As quantidades utilizadas para o preparo de 100 ml de reagente de trabalho foram: de BaCl₂ 4, 5.38 e 8 g; e para os três compostos tensoativos ou surfactante (G.A) 40, 53.3 e 80 mg -tween 80 (TW) 1, 3.33 e 666 ml e álcool polivinílico (PVA) 146.6, 200 e 246.6 mg-. Estas quantidades de reagente para formar uma suspensão de leitura de 20 ml correspondem a: BaCl 20.6, 0.8 e 1.2 g e para os três compostos surfactante: goma arábica (G.A) 6, 8 e 12 mg (tween 80 (TW) 0.1, 0.5 e 1.0 ml e álcool polivinílico (PVA) 22, 30 e 37 mg. Além disso, como o pH da suspensão de leitura deve ficar entre 3 e 3.3 também dentro de cada método se teve que ajustar o pH, testando diferentes quantidades 0.5, 1.5, 2 e 3 ml de HNO₃ em concentrações de 25 e 50 mmol/lt para preparo de 100 ml de solução reagente de trabalho.

Na segunda etapa, depois de definidas as quantidades de reagentes necessários para preparar 20 ml de suspensão de leitura e o tempo de leitura, tomou-se 5 ml da suspensão (extrator/solo) e adicionou-se 15 ml de reagente de trabalho (RT). Os 15 ml de RT continham 0.8 g de BaCl₂ e os tratamentos, contendo as substâncias surfactante, sendo que as dosagens foram: 8 mg goma arábica, ou 0.15 ml tween ou 30 mg álcool polivinílico. Além de disso, no preparo dos 15 ml de RT deve haver 0.15 ml de HNO₃ 50 mmol/ lt, que correspondem a 1.5 ml de HNO₃ 50 mmol/lt no preparo de 100 ml de RT. Estas quantidades de HNO₃ são necessárias para que o pH das suspensões de leitura ficassem entre 3 e 3.3.

Os dados de três repetições por método, obtidos com as três substâncias surfactante, foram submetidos a analises de variância e teste de 't' (SAS-Statistical Analisis System) (SAS, 2007). Além para comparação entre os métodos dosagem foi aplicado o teste estatístico de identidade de dois métodos proposto por Leite e Oliveira (2002). Segundo Leite e Oliveira (2002) dois métodos são considerados estatisticamente iguais se, simultaneamente, após o ajuste da regressão linear, ŷ = b₀ + b₁ X + e, b₀ for igual a zero e b₁ for igual a 1, estando o valor de r próximo a 1. No entanto o estatístico 't', testa sem b₀ ¹ 0 ou se b₁b₁ ¹ 1, ou seja, o procedimento não testa se b₀ = 0 ao mesmo tempo que b₁ = 1. Para resolver esse problema, a estatística 'F' modificada que testa simultaneamente se b₀ = 0 ao mesmo tempo em que b₁ = 1 através da hipótese H₀: b' = [0 1].

Além do teste 'F', é importante avaliar a precisão do método alternativo em relação ao método padrão, por meio da quantificação do erro médio. Querendo observar se o erro é significativo, se faz o uso da estatística 't'. Neste caso, o 't' calculado sendo < 0, 't' tabelado para n - 1 graus de liberdade, se aceita a hipótese (H₀: ē = 0) de que o erro médio é igual a 0. Com base nessas informações, seguiuse a regra decisória para testar a hipótese de identidade entre dois métodos (Quadro 2).

Destaca-se, por exemplo, que na fase de experimentação em laboratório não foi observada a formação de alta turbidez nas suspensões pesquisadas. Este é um aspecto positivo, sendo que a suspensão de leitura pode apresentar compostos coloidais que poderiam agir como núcleos primários e apresentar-se uma alta decantação. Para comparar as substâncias tensoativas, optou-se neste trabalho por apresentar os resultados em mg/dm de solo.

Determinou-se que os teores médios de S-SO₄^2- obtidos pelas três substâncias surfactante apresentaram valores próximos, já que a variação nos teores de S-SO₄^2- entre goma arábica (G.A.) e entre (TW) foi 354.91 mg/dm, G.A. e álcool polivinílico (PVA) de 41.2 mg/ dm e entre TW e PVA de 396 mg/dm. Estes resultados demonstram que as três sustâncias surfactante formam uma suspensão estável que evita que se apresentem soluções coloidais que possam agir como núcleos primários e consequentemente diminuído a possibilidade de apresentar-se decantação do S-SO₄² na suspensão de leitura. Com relação ao pH das suspensões de leitura, verificou-se que este ficou entre 3.10 e 3.17, pH que se ajusta ao intervalo de 3 e 3.3 exigido para aumentar a precipitação de S-SO₄^2- e Ba²⁺, além disso, poder reduzir o erro na quantificação do elemento.

Comparações das sustâncias surfactante

Para esta verificação aplicou-se o teste de identidade entre métodos analíticos (Leite e Oliveira, 2002), considerando as sustâncias tensoativas de dois em dois e verificando a equação que explica a relação entre os teores obtidos pelos reagentes (Quadro 3).

Quando ajustada a regressão linear simples dos teores de S-SO₄^2- extraído com Ca(H₂PO₄)₂. 500 mg/lt em 2.0 mol/lt de HOAc, usando no reagente de trabalho álcool polivinílico (método alternativo) e reagente de trabalho com goma arábica (método convencional), a regressão obtida foi: ŷ = 94.064 + 0.9827x, com R² = 0.9834. Aplicando o teste de identidade foi verificado que a hipótese dointercepto b₀ ¹ 0 foi não significativo, e que a hipótese b₁ ¹ 1 foi não significativo a 5%. A diferença entre a comparação dos dois métodos é admitida como casual (tē < ta (n-1)). Na comparação de goma arábica e tween e entre tween e álcool polivinílico o teste de identidade indicou que as sustâncias tensoativas são estatisticamente diferentes. As regressões obtidas foram: ŷ = -177.930 + 0.9485x, e ŷ = 94.064 + 0.9827x, com R2 de 0.96 e 0.99. O intercepto b₀ foi significativo, o seja b₁ ¹ 0 e b₁ foi significativo a 5%, indicando que b₁ ¹1, além de cumprir a condição de (tē < ta (n-1)) (Quadro 3).

Com o uso do teste de identidade foram encontradas diferenças significativas entre as sustâncias surfactantes de goma arábica e tween e álcool polivinílico com tween 80, mas os resultados estimados pelo teste de 't' indicam que as sustâncias tensoativas são iguais.

Quando comparados os dados obtidos pelo teste de identidade de métodos, se encontrou que a sustância de goma arábica apresenta resultados semelhantes aos obtidos com a sustância tensoativa de álcool polivinílico.

Pode-se concluir que a sustância tensoativa goma arábica apresentou o melhor desempenho em termos operacionais, mas também é possível o uso de álcool polivinílico para a dosagem na quantificação de S-SO₄^2-.

À Universidade Federal de Viçosa, ao Departamento de Solos e ao Programa de Pós- Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, pela oportunidade oferecida para a realização da pesquisa. À Coordenadoria de Aperfeiçoamento da (CAPES) pelo auxílio financeiro.

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