Cuanticación de Carbono en agua por medio de la técnica Láser - Induced Breakdown Spectroscopy

M.P. BAYALA; C. D´ANGELO

San Carlos de Bariloche

Congreso; 107a Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Asociación Física Argentina

En trabajos anteriores se analizaron las mejores líneas para la detección de carbono(C) a partir de datos espectroscópicos tabulados, utilizando la técnica de espectroscopia de plasmas producidos por láser (LIBS, por sus siglas en ingles). Estas líneasfueron: la 247,85 nm a presión atmosférica y las 415,33 nm y 538,87 nm en bajapresión (todas de C I), y se consideró aplicar el modelo de plasma delgado. En estostrabajos se verificó que la mejor condición de registro para su detección se da a bajapresión (6.10−2 mbar) y con la línea 415,33 nm, para un tiempo postbreakdown (td)de 2 µs con un tiempo de integración (tw) de 200 ns. Continuando con el estudio, sepropuso como objetivo del presente trabajo, obtener una curva de calibración de C abajas concentraciones y analizar la posibilidad de la cuantificación de este elementoen muestras de agua.Para lograrlo, se preparó un blanco y 5 muestras a distintas concentraciones (0.1 ml,0.2 ml, 0.3 ml, 0.4 ml y 8 ml) en filtros de celulosa, el cual nos permitió retener elagua destilada y el colorante orgánico Índigo Carmín. Los plasmas se generaron con unláser Nd: YAG Q-switched pulsado (Continuum Surelite II), que emite en la longitudde onda fundamental de 1064 nm. Para el análisis espectral, el arreglo experimentalestuvo compuesto por un monocromador configuración Czerny-Turner acoplado a unfotomultiplicador, cuya señal eléctrica fue discriminada temporalmente y promediadapor un Boxcar. Todo este conjunto permitió obtener una curva de calibración el C Ipara la línea de emisión 415,33 nm a baja presión con una condición experimentalsimilar para los tiempos anteriormente mencionados una muy alta sensibilidad de lasseñales.Se levantó un perfil de línea y luego se analizaron las intensidades integradas de estosregistros y las correspondientes a los fondos, con el fin de obtener las señales de intensidad neta. Esto se repitió para tres zonas del plasma: la zona cercana a la muestra(punto más brillante), a 4,3 mm y 7,25 mm de distancia respecto de la primera zona,a lo largo del eje óptico del plasma. A partir de allí se analizaron las intensidades y seencontró que los mejores registros se obtuvieron a una distancia de 4,3 mm, dondelas intensidades netas se diferencian muy bien entre las distintas muestras, pudiéndose obtener una curva de calibración adecuada. En la primera zona no se genera unadiscriminacion de las concentraciones por tener elevadas intensidades y presentar autoabsorción, y en la zona de los 7,25 mm decae la densidad electrónica dado que bajala temperatura (plasma inhomogéneo), por lo cual la emisión decae. Estos efectosimpiden generar buenos registros para el análisis.Como resultado final, se logró obtener la curva de calibración con parámetros de sensibilidad y validación para el C, en aplicaciones de cuantificación de colorantes sintéticosorgánicos. Por medio de estos parámetros, se pudo predecir las mejores condicionespara la obtención de señales de líneas adecuadas, indicando el gran potencial de latécnica para cuantificar C en muy bajas concentraciones presente en muestras de agua.