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NBR 13796ABR 1997gua - Determinao de nitrognioorgnico, Kjeldahl e total - Mtodosmacro e semimicro Kjeldahl

Palavras-chave: gua. Nitrognio orgnico 5 pginas

Origem: Projeto 01:602.03-005/1995CEET - Comisso de Estudo Especial Temporria de Meio AmbienteCE-01:602.03 - Comisso de Estudo de Anlises InorgnicasNBR 13796 - Water - Determination of nitrogen (organic and kjeldahl) macro andsemi micro Kjeldahl - Methods - Method of testDescriptors: Water. Organic nitrogenVlida a partir de 30.05.1997

Mtodo de ensaio

SUMRIO1 Objetivo2 Documentos complementares3 Definies4 Aparelhagem5 Execuo do ensaio6 Resultados

1 Objetivo1.1 Esta Norma prescreve os mtodos macro e semimicroKjeldahl para a determinao de nitrognio orgnico, Kjeldahle total em amostra de gua natural, gua mineral e de mesa,de abastecimento, efluentes domsticos, industriais e lodos.

1.2 Nesta Norma aplicam-se os mtodos descritos em 1.2.1e 1.2.2.

1.2.1 O mtodo A, macro Kjeldahl, se aplica s anlises deamostras contendo altas ou baixas concentraes de nitro-gnio orgnico, requerendo grande volume de amostra paraconcentraes baixas.

1.2.2 O mtodo B, semimicro Kjeldahl, se aplica s anlisesde amostras contendo concentraes elevadas de nitrognioorgnico; o volume da amostra deve ser tal que contenhanitrognio orgnico mais amoniacal na faixa de 0,2 mg/L a2 mg/L em N.

2 Documentos complementares

Na aplicao desta Norma necessrio consultar:

NBR 9898 - Preservao e tcnicas de amostragemde efluentes lquidos e corpos receptores - Procedi-mento

NBR 10560 - guas - Determinao de nitrognioamoniacal - Mtodos de Nesslerizao, fenato e ti-tulomtrico - Mtodo de ensaio

NBR 12619 - guas - Determinao de nitrito - Mtododa sulfanilamida e N-(1-Naftil) - etilenodiamina - Mtodode ensaio

NBR 12620 - guas - Determinao de nitrato - Mtododo cido cromotrpico e do cido fenoldissulfnico -Mtodo de ensaio

3 Definies

Para os efeitos desta Norma so adotadas as definies de3.1 a 3.4.

3.1 Nitrognio amoniacal

Forma bioquimicamente interconversvel do ciclo do ni-trognio, ocorrendo predominantemente pela decomposiode compostos orgnicos contendo nitrognio e pela hidrliseda uria.

3.2 Nitrognio orgnico

Nitrognio organicamente ligado, que inclui substnciasnaturais como protenas e peptdeos, cidos nucleicos, uriase substncias orgnicas sintticas.

Nota: No se inclui nesta definio nitrognio nas formas de azida,azina, azo, hidrazona, nitrila, nitro, oxima e semicarbazona.

2 NBR 13796/1997

3.3 Nitrognio KjeldahlSoma do nitrognio nas formas orgnica e amoniacal.

3.4 Nitrognio total

Soma do nitrognio nas formas orgnica, amoniacal, nitritoe nitrato.

4 Aparelhagem

A aparelhagem necessria execuo do ensaio a se-guinte:

a) balo Kjeldahl com capacidade de 100 mL e 800 mL;b) prolas de vidro;c) condensador reto para aparelho de destilao

Kjeldahl;d) conexo tipo bola, de vidro, para aparelho de des-

tilao Kjeldahl;e) aparelho de destilao macro Kjeldahl;f) aparelho para digesto macro Kjeldahl;g) aparelho de destilao semimicro Kjeldahl (ver Fi-

gura);h) vidrarias e equipamentos utilizados para determi-

nao de nitrognio amoniacal (NBR 10560).5 Execuo do ensaio

5.1 Princpio dos mtodos

O aquecimento da amostra com cido sulfrico, sulfato depotssio e sulfato de mercrio converte as suas formasnitrogenadas orgnicas e amnia livre em sulfato de amnia.Durante a digesto h formao de um complexo amoniacalde mercrio que decomposto pelo tiossulfato de sdio.Aps a decomposio, a amnia destilada em meio alca-lino, absorvida em uma soluo de cido sulfrico ou decido brico e determinada colorimetricamente ou portitulao.

Nota: A determinao somente do nitrognio orgnico obtidacom a eliminao por destilao do nitrognio amoniacallivre antes da digesto.

5.2 Reagentes e solues

5.2.1 gua destilada isenta de amnia para preparo de rea-gentes e diluies, conforme a NBR 10560.

5.2.2 cido sulfrico concentrado p.a., H2SO4.5.2.3 Soluo de cido sulfrico 6 N: diluir 168 mL de cidosulfrico concentrado p.a. (H2SO4) a 1000 mL com guadestilada.

5.2.4 Soluo de sulfato de mercrio: dissolver 8 g de xidovermelho de mercrio p.a. (HgO) em 100 mL de soluo decido sulfrico 6 N (5.2.3).Notas: a) O mercrio o catalisador recomendado, apesar da sua

toxicidade. O selnio to eficiente catalisador quanto omercrio, entretanto tambm altamente txico e hpotencial interferncia associada com o seu uso.

b) A digesto de algumas amostras pode ser completa ouquase completa sem o uso de um catalisador ou com ouso de catalisador menos txico, como o cobre. Caso seutilize o cobre como substituto do mercrio, adicionar10 mL de sulfato de cobre contendo 25,115 g de sulfatode cobre p.a. (CuSO4) por litro ao frasco macro Kjeldahlcom 50 mL de soluo de digesto na qual o xido demercrio (HgO) foi omitido. No mtodo semimicro Kjeldahl,usar 2 mL da soluo de sulfato de cobre.

c) Se for utilizar o cobre, registrar esta modificao e indicar,se possvel, o percentual de recuperao em relao aosresultados obtidos, analisando amostras similares, usandomercrio como catalisador.

5.2.5 Soluo de digesto: dissolver 134 g de sulfato depotssio p.a. (K2SO4) em 650 mL de gua destilada (5.2.1)e adicionar cuidadosamente, com agitao, 200 mL de cidosulfrico concentrado p.a. (5.2.2) e 25 mL da soluo desulfato de mercrio (5.2.4). Diluir a 1000 mL com guadestilada (5.2.1). Conservar a soluo aproximadamente a20oC para prevenir a cristalizao.

5.2.6 Soluo de hidrxido e tiossulfato de sdio p.a.:dissolver 500 g de hidrxido de sdio p.a. (NaOH) e 25 g detiossulfato de sdio pentaidratado p.a. (Na2S2O3.5H2O) emgua destilada e diluir a 1000 mL.

5.2.7 Soluo-tampo de borato: preparar a soluo confor-me a NBR 10560.

5.2.8 Soluo de hidrxido de sdio 6 N: dissolver 240 g dehidrxido de sdio p.a. (NaOH) em gua destilada e diluir a1000 mL.

5.2.9 Soluo absorvente de cido brico: preparar a soluoconforme a NBR 10560.

5.2.10 Soluo absorvente de cido sulfrico: preparar asoluo conforme a NBR 10560.

5.2.11 Outros reagentes e solues para determinao denitrognio amoniacal: preparar a soluo conforme aNBR 10560.

5.3 Interferentes

5.3.1 Durante a digesto, nitrato em concentraes supe-riores a 10 mg/L em N+ pode oxidar a poro da amnialiberada do nitrognio orgnico digerido, produzindo xidode nitrognio, N2O, resultando em interferncia negativa.

5.3.2 Grande quantidade de matria orgnica em baixo es-tado de oxidao pode reduzir o nitrato a nitrognio amo-niacal, causando interferncia positiva.

5.3.3 Altos teores de sais inorgnicos podem provocar aelevao da temperatura de digesto, ocorrendo a perda denitrognio por pirlise. Para prevenir este tipo de interferncia,adicionar mais cido sulfrico concentrado p.a. para mantero balano cido-sal. Normalmente, a adio de 1 mL decido sulfrico por grama de sal na amostra suficiente.

5.3.4 Altos teores de matria orgnica tambm podem pro-vocar aumento de temperatura descrita em 5.3.3. Para pre-venir este tipo de interferncia, adicionar 10 mL de cidosulfrico concentrado p.a. para 3 g/L de demanda qumicade oxignio. Alternativamente, adicionar mais 50 mL de so-luo de digesto para cada g/L de demanda qumica deoxignio.

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Figura - Aparelho de destilao semimicro Kjeldahl5.4 Procedimento

Nas amostras coletadas conforme a NBR 9898, executaros procedimentos de 5.4.1 e 5.4.2.

5.4.1 Mtodo A: mtodo macro Kjeldahl

5.4.1.1 Seleo do volume e preparo da amostra

Tomar um volume adequado de amostra em um bquer de1000 mL, de acordo com a Tabela 1. Diluir a amostra, para500 mL, neutralizar e declorar, se necessrio. No caso delodos, pesar uma quantidade de material mido equivalentea 1 g de lodo seco e adicionar cerca de 500 mL de guadestilada (5.2.1).

Nota: Efetuar uma prova em branco com gua destilada (5.2.1) eproceder conforme amostra.

Tabela 1 - Seleo do volume da amostra - Mtodo A

Nitrognio orgnico Volume da amostrana amostra mg/L N mL

0 - 1 500,01 - 10 250,0

10 - 20 100,020 - 50 50,050 - 100 25,0

5.4.1.2 Remoo de nitrognio amoniacal

Adicionar 25 mL de soluo-tampo de borato (5.2.7) eajustar o pH para 9,5 com soluo de hidrxido de sdio6 N (5.2.8). Transferir quantitativamente para o balo Kjeldahlde 800 mL, acrescentar algumas prolas de ebulio eferver, eliminando cerca de 300 mL da mistura.

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5.4.1.3 Digesto

Esfriar a amostra e adicionar cuidadosamente 50 mL da so-luo de digesto (5.2.5). Misturar e aquecer at que o vo-lume se reduza a 25 mL - 50 mL e apaream densas fu-maas brancas. O aquecimento deve ser em capela oucom equipamento adequado para remoo de vapores ci-dos. Digerir por mais 30 min, at que a soluo se tornelmpida (incolor ou amarela).Nota: As fumaas podem ser escuras, se a amostra contiver altas

concentraes de matria orgnica.

5.4.1.4 Destilao

5.4.1.4.1 Esfriar a amostra, diluir a 300 mL com gua destiladae misturar. Adicionar com cuidado e pelas paredes 50 mLda soluo de hidrxido e tiossulfato de sdio (5.2.6), paraformar uma camada alcalina no fundo do frasco. Conectar ofrasco aos sistema de destilao e agitar para asseguraruma completa homogeneidade.

Notas: a) A ocorrncia de um precipitado preto devida formaode sulfeto de mercrio.

b) O pH da mistura deve ser maior que 11,0.

5.4.1.4.2 Destilar e coletar 200 mL do destilado, mantendo aponta do condensador imersa em 50 mL da soluoabsorvente cida (5.2.9 ou 5.2.10) contida em um balovolumtrico de 250 mL ou 500 mL. No deixar a temperaturado condensador ultrapassar 29C. Retirar a ponta do con-densador acima do nvel da soluo e continuar a des-tilao por mais dois minutos para limpar o sistema. Diluir marca com gua destilada (5.2.1).5.4.1.5 Determinao do nitrognio amoniacal no destilado

Usar o mtodo de Nesslerizao, fenato ou titulomtrico,de acordo com a NBR 10560.

5.4.2 Mtodo B: mtodo semimicro Kjeldahl

5.4.2.1 Seleo do volume e preparo da amostra

Tomar um volume adequado de amostra em um bquer de100 mL, de acordo com a Tabela 2. Diluir a amostra para50 mL com gua destilada (5.2.1), neutralizar e declorar, senecessrio. No caso de lodos, pesar uma quantidade dematerial mido equivalente a 0,2 mg/L a 2,0 mg/L de nitrognioorgnico e transferir quantitativamente para um bquer de1000 mL, com auxlio de pequenas pores de gua des-tilada (5.2.1), no excedendo o volume final de 50 mL.Determinar separadamente a porcentagem de umidade dolodo.

Nota: Efetuar uma prova em branco com gua destilada (5.2.1) eproceder conforme amostra.

Tabela 2 - Seleo do volume da amostra - Mtodo B

Nitrognio orgnico Volume da amostrana amostra mg/L N mL

4 - 40 508 - 80 25

20 - 200 1040 - 400 5

5.4.2.2 Remoo de nitrognio amoniacal

Adicionar 3 mL da soluo-tampo de borato (5.2.7) e ajustaro pH para 9,5 com soluo de hidrxido de sdio 6 N (5.2.8).Transferir quantitativamente para o balo semimicro Kjeldahlde 100 mL, acrescentar algumas prolas de ebulio eferver, eliminando cerca de 30 mL da mistura.

Nota: Caso esta etapa seja omitida, digerir diretamente a amostra,de acordo com 5.4.2.3; a determinao deve ser de nitrognioKjeldahl.

5.4.2.3 Digesto

Esfriar a amostra e adicionar cuidadosamente 10 mL dasoluo de digesto (5.2.5). Homogeneizar, aquecer osfrascos semimicro Kjeldahl em uma capela ou utilizando umequipamento adequado para remoo de vapores cidos,at o aparecimento de densas fumaas brancas, e continuarcom o aquecimento at que a soluo se torne lmpida (in-color ou amarela).

5.4.2.4 Destilao

5.4.2.4.1 Esfriar e transferir quantitativamente a amostradigerida para o aparelho de destilao semimicro Kjeldahl,com pequenas pores de gua destilada (5.2.1), de modoque o volume no exceda 30 mL. Acrescentar 10 mL da so-luo de hidrxido e tiossulfato de sdio (5.2.6) e ligar o ge-rador de vapor (Figura).

Nota: Controlar o fluxo de vapor, de modo que haja destilao semque ocorra escape atravs da ponta do condensador ouborbulhamento da soluo absorvente contida no frascoreceptor.

5.4.2.4.2 Destilar e coletar 30 mL a 40 mL do destilado, man-tendo a ponta do condensador imersa em 10 mL da soluoabsorvente cida (5.2.9 ou 5.2.10) em balo volumtrico de100 mL. Retirar a ponta do condensador acima do nvel dasoluo e continuar a destilao por mais 2 min para limparo sistema. Diluir marca com gua destilada (5.2.1).

5.4.2.5 Determinao do nitrognio amoniacal no destilado

Usar o mtodo de Nesslerizao, fenato ou titulomtrico,de acordo com a NBR 10560.

6 Resultados

6.1 Clculo e expresso de resultados

O teor de amnia obtido aps a digesto e destilao daamostra calculado conforme a NBR 10560.

6.1.1 Nitrognio orgnico

mg/L em N = nitrognio obtido aps digesto e destilao,com prvia eliminao de amnia.

ou

mg/L em N = diferena entre o nitrognio Kjeldahl e onitrognio amoniacal.

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6.1.2 Nitrognio Kjeldahl

mg/L em N = nitrognio amoniacal, obtido aps digesto edestilao, sem prvia eliminao de amnia.

6.1.3 Nitrognio total

Nota: Para obteno de nitrognio total necessrio consultar asNBR 12619 e NBR 12620.

mg/L em N = soma do nitrognio Kjeldahl, nitrognio nitrito enitrognio nitrato, expressos em mg/L em N.

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