Expressão e conversão de resultados de análises químicas de solo, planta, fertilizantes e corretivos

1. Introdução

            Os resultados das análises químicas de solos, plantas, fertilizantes e corretivos têm sido expressos em diferentes unidades, tanto nos trabalhos de pesquisa, como nos de extensão. O uso de diferentes unidades dificulta o intercâmbio de informações e a interpretação dos resultados, razão pela qual há preocupação constante para que ocorra padronização das unidades que expressem determinados resultados de análises químicas em função da forma do elemento determinado e do material analisado.

            O conhecimento da unidade adequada (oficializada a nível regional, nacional ou internacional por consenso em congressos) permite saber qual é o fim a ser alcançado nos cálculos das análises de laboratório. Somente a partir de 1993, a Sociedade Brasileira de Ciência do Solo adotou oficialmente o Sistema Internacional de Unidades (SI).

2. Unidades básicas do SI, relativas às grandezas mais utilizadas em fertilidade do solo

Grandeza	Unidade	Símbolo
Comprimento	metro	m
Massa	kilograma	kg
Tempo	segundo	s
Quantidade de matéria	mol	mol

3. Prefixos recomendados pelo SI, utilizados para designar múltiplos de dez

Nome do prefixo	Símbolo	Fração que equivale	Exemplo
Pico	p	10-12	pg (picograma)
Nano	h	10-9	hg (nanograma)
Micr(o)	m	10-6	mg (micrograma)
Mili	m	10-3	mg (miligrama)
Centi	c	10-2	cg (centigrama)
Deci	d	10-1	dg (decigrama)
Dec(a)	da	10	dag (decagrama)
Hect(o)	h	10+2	hg (hectograma)
Quil(o)	k (minúsculo)	10+3	kg (quilograma)
Mega	M (maiúsculo)	10+6	Mg (megagrama)1/
Giga	G (maiúsculo)	10+9	Gg (gigagrama)

1/ Como Mg (megagrama) provoca confusão com o símbolo do magnésio, se recomenda que seja substituído por tonelada (t).

Obs.: outras unidades que são estranhas ao SI, mas que são aceitas são: volume em litro (L) e área em hectare (ha).

4. Unidades com seus usos mais comuns

I. Análise de solos

* % (dag/kg ou 10 x g/kg; dag/dm³ ou 10 x g/dm³) para formas totais

* ppm (mg/kg; mg/dm³) para formas disponíveis

* kg/ha para formas disponíveis

* meq/100 g (cmol_c/kg ou 10 x mmol_c/kg) ou meq/100 cm³ (cmol_c/dm³ ou 10 x mmol_c/dm³) para formas trocáveis

* mg/100 g para formas adsorvidas

            II. Análise de matéria vegetal seca

* % (dag/kg ou 10 x g/kg) para macronutrientes

* ppm (mg/kg) para micronutrientes

III. Análise de adubos e corretivos

* % (dag/kg ou 10 x g/kg) para macro e micronutrientes

* ppm (mg/kg) para micronutrientes

5. Conceituação e equivalências ® Unidades antigas e atuais

5.1. Porcentagem ( % ) ® 10^-2 ® dag/kg ( dag/dm³; dag/L )

            Corresponde a partes do elemento ou composto químico em 100 partes da amostra (solo, tecido vegetal, adubos, corretivos, solução etc.)

X% = X g/100 g (X g/100 cm³; X g/100 ml) = X mg/100 mg

% = dag/kg (dag/dm³; dag/L) = 10 x g/kg (10 x g/dm³; 10 x g/L)

            Estas igualdades e as que si indicam para as outras unidades, se indicam com base nas seguintes considerações e/ou pressuposições:

1 cm³ de líquido = 1 ml

1 cm³ de água pura a 4°C = 1 g

5.1.1. Emprego

a. Análises de solos ® % de formas totais ® Ex.: o solo tem 0,15% (0,15 dag/kg ou 1,5 g/kg) de N total e 12% (12 dag/kg ou 120 g/kg) de Fe₂O₃

b. Análises de tecidos vegetais ® % de macronutrientes ® Ex.: a folha tem 2,5% (2,5 dag/kg ou 25 g/kg) de K

c. Análise de adubos e corretivos ® Ex.: 60% (600 g/kg) de K₂O no KCl; 45% (450 g/kg) de P₂O₅ no superfosfato triplo; 45% (450 g/kg) de N na uréia; 45% (450 g/kg) de CaO no calcário.

5.2. Partes por milhão ( ppm ) ® 10^-6 ® mg/kg ( mg/dm³; mg/L )

            Corresponde a partes de um elemento ou composto químico em 1.000.000 de partes da amostra de solo, matéria seca, adubos etc.

X ppm = X g/1.000.000 g = X mg/kg (X mg/L; X mg/dm³) = X  g/t = X kg/1.000 t

ppm = % x 10.000

5.2.1. Emprego

a. Solo

·      Formas disponíveis no solo ® Ex.: 6 ppm (6 mg/dm³) de P disponível

·      Formas totais ® Ex.: 200 ppm (200 mg/kg) de Mn total

·      P remanescente ® Ex.: 20 ppm (20 mg/L) de P remanescente

b.   Tecido vegetal ® Micronutrientes ® Ex.: 100 ppm (mg/kg) de B

c. Fertilizantes ® Micronutrientes ® Ex.: NPK 20-05-20 + 4.000 ppm de Zn (4 g/kg de Zn)

5.2.2. Unidades relacionadas

I. Partes por dois milhões ( pp2m )

pp2m = kg/ha, quando se considera, caso usual, um  hectare até a profundidade de 20 cm.

1 ha (profundidade = 20 cm) = 100 m x 100 m x 0,2 m = 2.000 m³

kg/ha = ppm x 2 = pp2m

I.I. Emprego

a. Solo (formas disponíveis) ® Ex.: 120 pp2m K disponível = 120 kg/ha de K

II. Partes por bilhão ( ppb ) ® 1 ppm = 1.000 ppb

II.I. Emprego

a. Tecido vegetal (micronutrientes) ® Ex.: 100 ppb Mo

b. Fertilizante ® Ex.: 20 ppb Mo

5.3. Miligrama / 100 g ( mg/100 g )

            Corresponde a quantidade do elemento ou composto químico, expresso em mg, existente em 100 g da amostra de solo, tecido vegetal, adubo etc.

5.3.1. Emprego

a. Solo ( Formas adsorvidas )

Ex.: 1,2 mg/100 g de P; 0,5 mg/100 g de S

5.4. Miliequivalente por 100 g ou por 100 cm³ ( meq/100 g ou meq/100 cm³ ) ® mmol_c/100g              ( mmol_c/100 cm³ ) = cmol_c/kg ( cmol_c/dm³ ) = 10 x mmol_c/kg ( 10 x mmol_c/dm³ )

            Corresponde a quantidade do elemento ou composto químico, expressa em miliequivalente, existente em 100g (ou 100 cm³) da amostra (solo).

meq (miliequivalente) = mmol_c (milimol de carga)

X meq/100 g (X meq/100 ml; X meq/100 cm³) = X mmol_c/100g

Equivalente-grama (Eq) = Massa atômica (ou massa molecular) ¸ valência funcional do composto

5.4.1. Emprego

a. Solo ( formas trocáveis )

Ex.: 2,5 meq (2,5 mmol_c) Ca trocável

TABELA 1. Valores de equivalente-grama de alguns elementos e compostos químicos

Elemento ou Composto químico	Valência funcional	Equivalente grama
N	1	14,0
NO3-	1	62,0
NH4+	1	18,0
P	3	10,3
P2O5	6	23,7
PO43-	3	31,7
S	2	16,0
SO42-	2	48,0
K+	1	39,0
K2O	2	47,0
Ca2+	2	20,0
CaO	2	28,0
CaCO3	2	50,0
Mg2+	2	12,1
MgO	2	20,1
MgCO3	2	42,1
Al3+	3	9,0
Al2O3	6	17,0

Obs.: eq X = eq Y (Ex. 10,33g de P correspondem a 23,67g de P₂O₅).

6.Conversão de resultados de análise químicas

6.1.Conversão de Unidades

a. % (dag/kg) em g/kg e em ppm (mg/kg)

Ex.: 0,3 % (dag/kg) N = 0,3 g/100g = 3 g/kg = 3.000 mg/kg

Obs.:  g/kg = % x 10

            ppm = % x 10.000

b. ppm (mg/dm³) em kg/ha

Obs.: 1 ha = 2.000 m³

Ex.: 1 ppm P = 1 mg/dm³ = 1 g/m³ = 2.000 g/2.000 m³ = 2 kg/ha

Obs.: kg/ha = 2 x ppm

c. ppm (mg/dm³) em meq/100 cm³ (cmol_c/dm³)

Ex.: 78 mg/dm³ K  ®  X meq/100 cm³

            1 mmol_c K       ¾  39 mg K  (Tabela 1)

            X mmol_c K      ¾  78 mg K                                       X = 2 mmol_c K

78 mg/dm³ K  ®  2 mmol_c/dm³  ®  0,2 cmol_c/dm³  ®  0,2 meq/100 cm³

Obs.:  mg/dm³ = mmol_c/dm³ x equivalente-grama

            mg/dm³ = cmol_c/dm³ (ou meq/100 cm³) x equivalente-grama x 10

6.2. Conversão de formas químicas

6.2.1. Exemplos

a. 20 % P₂O₅ ® X % P

* Solução 1  #### Massa Atômica

P = 31 g                      P₂O₅ = 142 g

            P₂O₅ ¾ 2 P

            142  ¾  62

            20% ¾  X%

X = 20 x 62 ¸ 142 = 8,73 % P

* Solução 2 #### Peso Equivalente (Tabela 1)

            P₂O₅ ¾  P

            23,7 ¾ 10,3

            20% ¾  X%

X = 20 x 10,3 ¸ 23,7 = 8,73 % P

b. 40 ppm (mg/dm³) K ® X ppm K₂O

K = 39 g                      K₂O = 94 g

            K₂O          ¾         2 K

               94          ¾       2 x 39

X ppm K₂O ¾  40 ppm K

X = 40 x 94 ¸ 78 = 48,2 ppm K₂O = 48,2 mg/dm³ de K₂O

c. 0,9 meq Al³⁺/100 cm³ ® X meq Al₂O₃/100 cm³

* Através da estequiometria:

0,9 meq Al³⁺/100 cm³ = 0,9 meq /100 cm³ de Al₂O₃

* Da mesma forma:

X meq N/100 g = X meq NO₃^-/100 g = X meq NH₄⁺/100 g = X meq/100 g de NH₄NO₃

6.3. Conversão simultânea de formas químicas e unidades

6.3.1. Exemplos

a. 3 mg P₂O₅/100 cm³ ® X cmol_c PO₄^3-/dm³

* Solução 1:

Transformar (3 mg P₂O₅/100 cm³) em (X mg PO₄^3-/100 cm³) em (Y cmol_c PO₄^3-/dm³)

            P₂O₅ ¾ 2 PO₄^3-

            142  ¾  2 x 95

               3   ¾   X

X = 3 x 190 ¸ 142 = 4,01 mg PO₄^3-/100 cm³

1 mmol_c PO₄^3- ¾ 31,67 mg PO₄^3-

Y mmol_c PO₄^3- ¾  4,01 mg PO₄^3-

Y = 4,01 ¸ 31,67 = 0,13 mmol_c/100 cm³ de PO₄^3-= 0,13 cmol_c/dm³ de PO₄^3-

* Solução 2

Transformar (3 mg P₂O₅/100 cm³) em (X cmol_c P₂O₅/dm³) em (Y cmol_c PO₄^3-/dm³)

            1 mmol_c P₂O₅  ¾ 23,7 mg P₂O₅

                        X        ¾  3 mg P₂O₅

X = 3 ¸ 23,7 = 0,13 mmol_c P₂O₅/100 cm³ = 0,13 cmol_c P₂O₅/dm³

X = 0,13 cmol_c/dm³ P₂O₅, que é estequiomtricamente igual a 0,13 cmol_c/dm³ PO₄^3-

b. Transformar 200 ppm de Ca em:

b.1. % Ca

            % = ppm / 10.000

            % = 200 / 10.000

            % = 0,020 % Ca

b.2. mg Ca/100 cm³

            200 mg Ca ¾ 1.000 cm³

                        X   ¾   100 cm³

            X = 20 mg/100 cm³ de Ca

b.3. mmol_c Ca/100 cm³

            1 mmol_c Ca ¾ 20 mg

                        X   ¾   20 mg/100 cm³

X = 1,0 mmol_c Ca/100 cm³ = 1,0 mmol_c CaO/100 cm³ = 1,0 mmol_c /100 cm³ de CaCO₃

b.4. kg de CaCO_3/ha

20 mg Ca/100 cm³ = 200 mg Ca/dm³ = 0,2 kg Ca/m³ = 400 kg Ca/2.000 m³ = 400 kg Ca/ha

CaCO₃ ¾ Ca

              100 g  ¾  40 g

                X kg  ¾  400 kg Ca

            X = 400 x 100 ¸ 40 = 1.000 kg/ha de CaCO₃

6. Exercícios

a)    Uma folha com 1,8 g/kg de P tem quantos ppm de P? R. 1.800 mg/kg.

b)    Um solo com 70 ppm de K tem quantos cmol_c/dm³ de K? R. 0,18 cmol_c/dm³.

c)    0,2 meq/100 cm³ de Mg eqüivale a quantos mg/dm³ de Mg? R. 24,2 mg/dm³.

d)    Quantos gramas de sulfato de amônio ((NH₄)₂SO₄), que tem 20% de N, são necessário para se aplicar 50 mg/dm³ de N em um vaso contendo 2,5 dm³ de solo? R. 0,625 g de sulfato de amônio por vaso.

e)    Quantos quilos de KCl (58% de K₂O) por hectare são necessário, para elevar o teor de K⁺ do um solo de 40 para 60 mg/dm³? R. 83,1 kg/ha.

f)     Quantos gramas de uréia (440 g/kg N) são necessários para se fazer 10 litros de uma solução com 0,2% de N? R. 45,45 g.

g)    1 cmol_c/dm³ de Ca²⁺ equivale a quantas toneladas de carbonato de cálcio (CaCO₃) por ha? R. 1,0 t/ha.

h)      Qual a porcentagem de impureza de um nitrato de amônio (NH₄NO₃) comercial com 31% de N? R. 11,4 % de impureza.

i)     No prepara de substrato para formação de mudas, você pretende adicionar 600 ppm de P. Quantos gramas de superfosfato simples (20% de P₂O₅) você deve aplicar para cada metro cúbico de substrato? R. 6,87 kg de superfosfato simples por m³.

j)     Um solo, com densidade de 1,2 kg/dm³, tem 3% (30 g/kg) de matéria orgânica. Sabendo que o teor médio de N na matéria orgânica é de 5%, qual a quantidade total de N por hectare, até a profundidade de 20 cm? R. 3.600 kg N por ha.

k)    Com freqüência encontram-se teores de K disponível expresso em ppm. Assim, expresse o teor de 117 ppm de K em cmol_c/dm³. R. 0,3 cmol_c/dm³.

l)     Qual a concentração de N em uma solução contendo 1 % de uréia (44% de N). R. 0,44% de N.

m)  Um cmol_c/dm³ de Ca são quantos ppm de Ca? Um cmol_c/dm³ de Mg são quantos ppm de Mg? Um cmol_c/dm³ de K são quantos ppm de K? R. 200 mg/dm³ de Ca, 121 mg/dm³ de Mg, 390 mg/dm³ de K.

n)    Quantos gramas de superfosfato triplo (420 g/kg de P₂O₅) seriam necessários para elevar o teor de P no solo de 20 para 200 mg/dm³? R. 0,98 g do fertilizante por dm³.

o)    Uma aplicação de 150 kg/ha de KCl (58 % de K₂O) elevaria o teor do K no solo em quantos meq/100cm³? R. 0,92 mmol_c/dm³ (0,092 meq/100 cm³)

p)    Para elevar o teor de Mg no solo de 02 para 10 mmol_c/dm³, quantas toneladas de carbonato de magnésio (MgCO₃) por hectare seriam necessárias? R. 0,674 t/ha.

q)    Qual a soma de bases de um solo que tem 80 ppm de K, 248 ppm de Ca e 135 ppm de Mg? R. 25,6 mmol_c/dm³.

r)     A equação que descreve a produção de matéria seca de mudas de cacau (y), em função da adubação foliar com nitrogênio é: y = 0,57 + 0,26 x – 0,01 x² (R² = 0,99), sendo x a concentração de N da solução, para adubação foliar, em g L^-1. Calcule a concentração de uréia (45% de N), para a obtenção da máxima produção de matéria seca de mudas de cacau. R. 28,9 g L^-1 de uréia ou 2,89 % de uréia

s)    Complete o quadro abaixo expressando os resultados da análise química do solo nas unidades indicadas (d = 1,2 g/cm³):

Elemento	meq/100cm3	cmolc/dm3	mg/dm3	dag/dm3	kg/ha
Ca2+	0,2
Mg2+	0,3
K+			60
Al3+		1,2
P			100