Oxidación del carbono orgánico, determinación de fósforo, absorción atómica, Karl Fisher y método Kjeldahl: fundamentos y reacciones químicas

Oxidación del carbono orgánico con dicromato

P1: La oxidación de carbono orgánico con dicromato se desarrolla según la reacción:

3C + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ → 3CO₂ + 2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 8H₂O

Solamente se oxida el 77 % del carbono orgánico (1,3). La materia orgánica del suelo contiene un 58 % de C orgánico, para obtener materia orgánica: 1,72.

Reacción de sal de Mohr con dicromato:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6Fe²⁺ → 2Cr³⁺ + 7H₂O + 6Fe³⁺

Relaciones estequiométricas

• 1 mol de sal de Mohr = 6 mol de dicromato
• 3 mol de dicromato = 2 mol de C

Determinación de fosfato con molibdato

P2: El fosfato reacciona con molibdato en medio ácido para producir el heteropoliácido de color amarillo pálido, el ácido fosfomolibdílico (NH₄)₃(PO₄·12MoO₃)·12H₂O, que reacciona con un reductor para crear un intenso color azul. Se reduce con ácido ascórbico.

Espectroscopia de absorción atómica con atomización electrotérmica

P3: La espectroscopia de absorción atómica con atomización electrotérmica tiene sensibilidad y selectividad altas. Se trabaja con un programa de cuatro etapas de temperatura:

• Secado
• Mineralización: se eliminan componentes más volátiles pero no el analito.
• Atomización
• Limpieza

Se debe eliminar la matriz sin eliminar el analito. Los modificadores de matriz son sustancias que facilitan la eliminación de la matriz e incrementan la volatilidad; también estabilizan los analitos. Si no se consigue eliminar la matriz completamente se emplea un corrector de fondo, como el corrector Zeeman.

Ventajas del espectrofotómetro con cámara de grafito frente al de llama

• Menores volúmenes de muestra
• Límites de detección adecuados
• Analito más tiempo en el camino óptico
• Mayor pericia del operario, etc.

Función del corrector de fondo

Permite distinguir la señal del analito de la absorción, emisión y dispersión óptica de la matriz...

Valoración Karl Fisher

P4: Reacciones Karl Fisher:

RN + SO₂ + CH₃OH → [RNH]SO₃CH₃

[RNH]SO₃CH₃ + I₂ + H₂O + 2RN → [RNH]SO₄CH₃ + 2 [RNH]I

Método Kjeldahl: digestión, neutralización, destilación y valoración

P5: DIGESTIÓN: se realiza con H₂SO₄ en presencia de un catalizador y calor (sulfato de cobre y potasio):

Proteínas + H₂SO₄ (catalizadores) → (NH₄)₂SO₄

Neutralización y destilación

Neutralización del (NH₄)₂SO₄ digerido con una base fuerte (disolución de NaOH, 32 %), seguida de una destilación bajo una disolución de ácido bórico:

(NH₄)₂SO₄ + 2NaOH → 2NH₃ + Na₂SO₄ + 2H₂O

NH₃ + H₃BO₃ → NH₄⁺ + H₂BO₃^-

Valoración

El anión borato (proporcional a la cantidad de nitrógeno) se valora con HCl estandarizado:

H₂BO₃^- + H⁺ → H₃BO₃