Activity of phosphorus of synthetic Fe-K-P compounds in superphosphate fertilizers as affected by pH and ionic strength Efeito do pH e da força iônica na atividade de fósforo oriundo de compostos sinteticos do tipo Fe-K-P de superfosfatos

• Main Authors: Luís Ignácio Prochnow, Gustavo Marques Biasioli, Arnaldo Antonio Rodella, Sérgio Luís de Jesus, Célia Regina Montes, Luís Reynaldo Ferracciú Alleoni
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo 2006-06-01
• Series: Revista Brasileira de Ciência do Solo
• Subjects: fertilizantes fosfatados; impurezas catiônicas; atividade de fósforo; biodisponibilidade de fósforo; Phosphate fertilizers; cationic impurities; phosphorus activity; phosphorus bioavailability
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-06832006000300008

The concentration of orthophosphate ions released from Fe-K-P compounds (Fe3KH8(PO4)6 .6H2O and Fe3KH14(PO4)8 .4H2O) present in superphosphates increases with pH, which initially suggests that the agronomic effectiveness of P fertilizers containing high amounts of these compounds would also increase with soil pH but studies considering activity, instead of concentration, are necessary. With this purpose, both compounds were synthesized under laboratory conditions, characterized by elemental chemical analysis, optical microscopy, X ray diffractometry, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), and used in a solubility study. Solutions of 0.01, 0.05 and 0.1 mol L-1 NaCl with pH adjusted to 3.0, 4.0, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 and 7.5 were prepared for the solubility study of H8-syn, H14-syn and a phosphate rock (PR) from Brazil. The orthophosphate activity as H2PO4- and HPO4(2-) was calculated in each situation as related to pH and ionic strength using software MINTEQ. The remaining precipitates after equilibrium were chemically analyzed and subjected to X ray, SEM and EDS. Results of chemical analysis and instrumental techniques confirmed the preparation method. The activity of orthophosphate ions of both compounds tended to decrease under increasing pH and/or ionic strength of the solution, which in turn suggests that an increase in the solution pH does not necessarily promote an increase in the P bioavailability for plant uptake. This can be important when evaluating agronomic data of P fertilizers with high contents of these two Fe-K-P compounds.<br>O aumento do pH da concentração de íons ortofosfatos liberados de compostos do tipo Fe-K-P (Fe3KH8(PO4)6 .6H2O e Fe3KH14(PO4)8 .4H2O), presentes em superfosfatos, evidenciam, inicialmente, que a eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados, com elevadas quantidades destes, poderiam aumentar com o pH do solo; todavia, estudos que considerem atividades, em vez de concentração, são necessários. Com este propósito, ambos os compostos foram preparados em condições de laboratório (H8-sin e H14-sin), caracterizados por análise química elementar, microscopia óptica, raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de energia dispersiva (EDS), e utilizados em um estudo de solubilidade. Soluções de NaCl, nas concentrações de 0,01, 0,05 e 0,1 mol L-1 com o pH ajustado de 3 a 7,5, foram utilizadas no estudo de solubilidade envolvendo o H8-sin, H14-sin e um fosfato de rocha apatítico do Brasil. O programa MINTEQ foi utilizado para calcular a atividade dos ortofosfatos H2PO4- e HPO4(2-) em cada situação de pH e força iônica. O tipo de precipitado remanescente, quando atingido o equilíbrio, foi submetido à análise química elementar, raios X, MEV e EDS. As análises confirmaram que os métodos de preparo foram adequados para ambos os compostos. A atividade dos íons ortofosfatos oriundos da reação de hidrólise do H8-sin e H14-sin tendeu a diminuir com o aumento do pH e, ou, a força iônica da solução, o que mostra que um aumento da concentração em solução não necessariamente significa um aumento da biodisponibilidade de P às plantas. Estes dados poderão ser importantes para compreender a eficiência de fertilizantes fosfatados que contêm elevadas quantidades desses compostos.