Preconcentración y determinación de especies de cromo en muestras de agua empleando fibras naturales de llama y detección por espectrometría de absorción atómica

MONASTERIO, ROMINA; MARTINEZ, LUIS D.; ALTAMIRANO, JORGELINA C.; WUILLOUD, RODOLFO G.

San Miguel de Tucumán, Tucumán

Congreso; XXVII CONGRESO ARGENTINO DE QUIMICA; 2008

Asociacion Argentina de Quimicos

El Cromo es uno de los elementos más abundantes de la Tierra. Es encontrado naturalmente en rocas, suelo, plantas, animales y cenizas volcánicas. Sin embargo, la contaminación ambiental con Cromo se debe principalmente a causas antropogénicas como resultado de ciertas actividades industriales. Entre estas actividades se pueden citar: industrias de galvanizados, catalizadores, curtiembres, inhibidores de corrosión electrónica, cementeras, cerámicos, tratamientos para la preservación de madera, aceros, fungicidas, pinturas, tintas, colorantes, pirotécnica, baterías de alta temperatura, aluminio, preservadores de telas, etc. El Cromo posee la capacidad de percolar a través del suelo y entrar así, a cuerpos de agua, transformándose en un potencial contaminante de aguas subterráneas, las cuales son una fuente importante de agua de bebida para ciertas zonas. Dicho metal posee varios estados de oxidación, los más comúnmente encontrados en el ambiente son Cr(III) y Cr(VI). Ambas especies de Cromo pueden coexistir en aguas naturales, efluentes y suelos, dependiendo del pH del medio y de sus características redox. La especie Cr(III) es esencial para vegetales, animales y humanos, cumpliendo un importante rol en el metabolismo de la glucosa, lípidos y proteínas. Mientras que Cr(VI) es tóxico y carcinogénico. De esta manera, tanto la separación como determinación de especies de Cromo a bajos niveles de concentración, y en el orden de los microgramos por litro o aún mas bajos, resulta de fundamental importancia para comprender y evaluar las implicaciones toxicológicas de dicho elemento. Sin embargo, la determinación a tales niveles, requiere de métodos analíticos suficientemente sensibles y con bajos límites de detección, por lo que en general se requiere un paso previo de preconcentración. En los últimos años, se han evaluado diferentes metodologías y materiales que permiten la preconcentración de este metal. Entre las metodologías utilizadas la complejación, por ejemplo con difenilcarbacida, 4-(2-Tiazolilazo) - resorcinol (TAR), etc., ocupa un lugar importante, pero la misma requiere un paso de complejación previo a la preconcentración con, por ejemplo, resinas poliméricas del tipo XAD. Otra alternativa es el uso de diferentes materiales que actúan como intercambiadores iónicos, tales como alúmina y resinas poliméricas comerciales de intercambio, tipo Dowex, con la consecuente inversión económica para el desarrollo de dichos sistemas. Desde la década de 1950, se ha estudiado la interacción de metales y complejos metálicos con las proteínas de fibras naturales por su capacidad colorante, en el caso de los complejos o la de actuar como mordientes para la coloración y ofrecer propiedades, como por ejemplo brillo. Las proteínas de las fibras naturales tienen grupos ionizables y polares, ubicados sobre las cadenas de los aminoácidos residuales capaces de formar enlaces con especies cargadas. Dicha unión depende de varios factores, entre ellos pueden nombrarse: afinidad, estado de oxidación, concentración, pH, tiempo de contacto, etc. Otro empleo de las proteínas de las fibras naturales y su interacción con los metales ha sido la bioremediación. Se han realizado estudios de purificación de aguas residuales que contienen metales pesados utilizando proteínas de pelo, lana, pluma o seda; pero la utilización de estos materiales para el desarrollo de sistemas analíticos de separación y preconcentración de metales y especies metálicas no sido aún reportado en la bibliografía. En este trabajo, se evaluó la aplicación de pelo de llama como material para la retención de especies inorgánicas de Cromo (III y VI) permitiendo el desarrollo de un sistema de separación y preconcentración en flujo continuo con su posterior acoplamiento a la Espectrometría de Absorción Atómica con Llama (FAAS). La utilización de pelo, en este caso de llama, ofrece una alternativa novedosa con la ventaja adicional de su bajo costo con respecto a otros materiales o resinas comúnmente empleadas en la retención de metales por intercambio iónico. Metodología En este trabajo se utilizó un sistema de flujo continuo (Figura 1) para la especiación de Cromo mediante la utilización de una microcolumna rellena con pelo de llama natural actuando como intercambiador iónico. Las mediciones se hicieron en un Espectrómetro de Absorción Atómica con Llama de acuerdo a los parámetros instrumentales indicados en la Tabla 1. La determinación de Cr(III) se realizó mediante la oxidación a Cr(VI) y calculando la diferencia entre Cromo total y Cr(VI).