Optimización quimiométrica de un método de desmineralización de sedimentos para análisis de materia orgánica por FTIR

ABRAHAM, EMILIA DEL C.; D´ANGELO, ALEJANDRO J.; ALTAMIRANO, JORGELINA C.

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) es una técnica utilizada para caracterizar la composición química de la materia orgánica de suelos y/o sedimentos (SOM, por sus siglas en inglés). Algunos sedimentos presentan un desafío para su análisis por FTIR debido a que pueden contener minerales que absorben en la misma región que los grupos funcionales de la materia orgánica, resultando en una interferencia espectral (ver figura adjunta). Para eliminar estas interferencias, se ha reportado la desmineralización con ácido fluorhídrico (DHF) o la sustracción espectral. Se conoce que la sustracción genera artifacts, comprometiendo la interpretación espectral de la materia orgánica, y resultando ineficaz para su caracterización por FTIR1. La DHF es un método de digestión empleado en la caracterización de la SOM, ya sea por FTIR o por espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR)2. La DHF permite eliminar las interferencias minerales, pudiendo provocar pérdidas de SOM, pero sin alterar significativamente la distribución relativa de los grupos funcionales que contienen carbono2,3. Los efectos de la DHF sobre el análisis de la SOM por FTIR o NMR han sido evaluados previamente bajo diferentes condiciones experimentales como: masa de muestra, concentración y volumen de HF, número de ciclos de DHF y cantidad de lavados3?6. No obstante, en lo que a los autores concierne, hasta el momento no se había estudiado ni el efecto de la temperatura durante la DHF, ni se habían utilizado herramientas de análisis multivariado para determinar su impacto en la información espectral obtenida mediante FTIR.El objetivo de este trabajo fue optimizar un método de preparación de muestras para la caracterización de la SOM por espectroscopia FTIR, combinando el potencial del análisis espectral y del análisis estadístico multivariado (análisis de componentes principales; PCA). Se utilizaron cocientes de áreas de los picos de los espectros FTIR como variables de entrada en el PCA para determinar las condiciones óptimas de la DHF. El análisis de la varianza (ANOVA, α=0,05) de los datos obtenidos del PCA reveló que las condiciones óptimas se alcanzaron con dos ciclos de desmineralización con HF 10 % v/v a 60 °C, en contraposición con los cinco ciclos a temperatura ambiente reportados previamente en la literatura.El método propuesto no sólo mejoró la eficiencia de la desmineralización, sino que también no causó modificaciones en la SOM que resultaran espectralmente significativas por medio del estudio semicuantitativo (cocientes de áreas de picos) de las señales características de los grupos funcionales de la materia orgánica.