Determinación de cloro residual utilizando nanopartículas de carbono en un sistema de detección basado en imágenes

CLAUDIA E. DOMINI; DAMIÁN URIARTE; MARIANO GARRIDO; EZEQUIEL VIDAL

Santa Rosa

Congreso; 10° Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

El cloro es el agente oxidante más utilizado en desinfección de aguas de consumo y su control es un parámetro vital para el aseguramiento de la calidad del agua, ya que niveles muy altos pueden producir subproductos tóxicos como el trihalometano1. Según la Organización Mundial de la Salud, el cloro residual (CR), que es la suma de Cl2, ClO- y HClO, no debe sobrepasar los 5 mg L-1 en agua de consumo. Para generar un sistema de detección precisa, económica y portable, en este trabajo se planteó el uso de nanopartículas de carbono (C-dots) basados en ácido cítrico y urea como fluoróforo para la detección fluorimétrica de CR mediante imágenes digitales. Los C-dots han demostrado ser una alternativa excelente para generar sistemas de detección fluorescente, ya que presentan tiempos cortos de síntesis a partir de materiales asequibles. Si bien existen en la bibliografía determinaciones fluorescentes de CR con C-Dots, éstos se limitan al uso de espectrofluorímetros2 y no existen reportes acerca del uso de imágenes digitales como señal analítica. A fin de obtener un sistema portable y facilitar las determinaciones in-situ de CR, se propone utilizar la cámara de un celular junto a un dispositivo fabricado mediante impresión 3D parallevar a cabo las mediciones en condiciones de iluminación adecuadas.Los C-dots fueron sintetizados colocando 1,0 mL de una solución compuesta de 0,4 M de ácido cítrico y 1,2 M NH4OH en estufa a 180°C durante 4 h. El sólido negro obtenido (%R = 43%) se disuelve en agua para obtener una solución de 100 mg L-1 de C-dots. Para realizar los estudios, se tomaron 100 μL de la solución de C-dots, se agregaron 100 μL de una solución reguladora Britton-Robinson de pH 7 y se completó hasta un volumen de 2,0 mL con la muestra de agua. La celda conla muestra se colocó en un soporte plástico provisto de una fuente LED de emisión de luz UV (385 < λ < 400) y de una cámara digital colocada a 90° respecto de la fuente. Las imágenes fueron tomadas con la aplicación ?HedgeCam 2?, configurando la cámara en enfoque infinito, ISO 400 y exposición +2V. El análisis de los histogramas se realizó con el programa ?ImageJ?. La fluorescencia nativa de los C-dots es atenuada por la presencia de CR, dando una disminución de intensidad en el canal verde (G). Dicha disminución es lineal frente a la concentración de CR en un rango 0,1 ppm a 6,0 ppm (G = -16.8 ppm-1[CR] + 108; R2 = 0,997). El estudio de selectividad no mostró interferencias de otros compuestos habituales en agua. Los resultados obtenidos para el análisisde CR en muestras de agua fueron satisfactorios.