Estudio de la asociación molecular del anión salicilato en agua mediante SANS y fluorescencia

P. Y. STEINBERG; J. M. ABBAS; G. A. RUMI; M. MIRENDA

Congreso; IV Congreso Argentino de Técnicas Neutrónicas, TN|2023; 2023

Los líquidos iónicos (LIs) están formados por cationes y/o aniones poliatómicos, voluminosos y asimétricos, usualmente de naturaleza orgánica, que se presentan en estado líquido a temperaturas cercanas a la ambiente. Se caracterizan por ser no volátiles y químicamente estables. En particular, es de interés el estudio de la subclase de LIs con propiedades luminiscentes ya que pueden aplicarse en el desarrollo de centelladores. La respuesta lumínica de estos materiales depende fuertemente de la concentración y agregación de sus componentes ya que pueden ocurrir procesos de desactivación o de transferencia de energía cuando se reduce la distancia media entre los iones. La caracterización de la disposición espacial de los iones constitutivos y la formación de agregados moleculares se vuelve fundamental para entender de manera acabada estos sistemas y los procesos fisicoquímicos que allí se desarrollan. Para ello una estrategia valiosa consiste en el análisis fotofísico de los fluoróforos constitutivos de los LIs en soluciones concentradas.El ion salicilato es un excelente candidato para ser utilizado como centellador por sus características fisicoquímicas particulares. Presenta en solución acuosa un máximo de fluorescencia en 405 nm y un rendimiento cuántico de fluorescencia (Φ) de 0,3, que depende fuertemente de su concentración [1]. En este trabajo se utilizó para la adquisición de los espectros de fluorescencia una geometría tipo back-face especialmente adaptada para soluciones concentradas [2]. Se observó una autoextinción (quenching) de la fluorescencia del ión salicilato en el intervalo de concentraciones desde 4 x 10-3 M hasta aproximadamente 0,7 M; seguido de un incremento inusual de la emisión fluorescente para concentraciones mayores que este valor. El aumento de la fluorescencia puede correlacionarse con resultados de 1H-RMN obtenidos por otros autores que muestran interacción molecular para concentraciones mayores a 0,7 M [1, 3]. Mediante SANS se caracterizaron los agregados moleculares formados en el intervalo de concentraciones 0,7 a 4 M. Por medio de esta técnica se obtuvieron resultados compatibles con la presencia de agregados moleculares en solución acuosa, reforzando así las observaciones previamente realizadas.[1] Stein, G.; Tomkiewicz, M. (1971). Trans. Faraday Soc., 67, 1009-1015.[2] Steinberg, P.Y. et al. (2022) Photochem. Photobiol. Sci,, 21, 1637–1645.[3] Das, S.K. et al. (2003). Chem. Phys., 293, 211–216.