COMPRENDIENDO LA FLUORESCENCIA DE PARAQUAT EN MONTMORILLONITA: UN ENFOQUE TEÓRICO-EXPERIMENTAL

BELLETTI GUSTAVO; SANCHEZ JUAN PABLO; ZANINI GRACIELA; QUAINO, PAOLA

La Plata

Jornada; VI Jornadas de Química Inorgánica Prof. Aymonino; 2024

Universidad Nacional de La Plata

El paraquat (PQ) es un herbicida ampliamente utilizado en muchos países del mundo yprohibido en otros debido a su toxicidad. Este herbicida es conocido por ser altamente tóxico, conuna LC50 de 150 mg kg −1, y tanto las ingestas accidentales como intencionales han provocado ungran número de muertes. A su vez, en los últimos años también se ha reportado que es responsablede enfermedades degenerativas como el Parkinson. En relación a esto, se ha encontrado queempleando la arcilla montmorillonita (MMT) se ha logrado inmovilizar y eliminar PQ del agua,demostrado por múltiples investigaciones que buscan estudiar dicho efecto.Sin duda, es crucial no solo eliminar el PQ de los sistemas acuosos, sino también detectarlo ycuantificarlo de manera fácil y efectiva. La emisión de fluorescencia es una técnica muy deseablepara este propósito, ya que es sencilla, económica y evita el uso de disolventes orgánicos. Aunque elPQ no es fluorescente en soluciones acuosas, recientemente se logró su cuantificación mediantefluorescencia al adsorberlo en MMT [1]. Villamure et al. atribuyeron la emisión de fluorescencia delPQ adsorbido en MMT al aumento de rigidez molecular resultante de la adsorción [2]. Estos sugierenque la emisión fluorescente se debe a la rigidez molecular inducida por la intercalación del PQ entrelas capas de arcilla, inhibiendo la rotación de sus anillos aromáticos y promoviendo la emisión noradiativa. Sin embargo, esto no ha sido confirmado teóricamente. El objetivo de este trabajo esmediante el empleo de cálculos de primeros principios y experimentos de difracción de rayos X, UV-vis y luminiscencia explicar las propiedades electrónicas, geométricas y espectroscópicas del PQlibre e intercalado en MMT, proporcionando una comprensión más profunda de los fenómeno defluorescencia.Los resultados obtenidos del modelado y cálculo teórico del sistema coinciden con elcomportamiento experimental de absorción UV-vis y luminiscencia observado PQ adsorbido en MMT.Se ha encontrado mediante el análisis de las densidades de estados (DOS) del sistema PQ+MMTque las transiciones electrónicas de relajación y excitación involucran principalmente al PQ y no a losestados de la MMT, cuya perturbación (electrónica) es mínima cuando se inserta. A su vez, laausencia de luminiscencia en solución parece deberse a la posibilidad de desactivación del PQ libre,debido a las múltiples estructuras y estados electrónicos posibles por la rotación libre de sus anillosaromáticos a temperatura ambiente. Sin embargo, dentro de la MMT, nuestros resultados muestranque esta rotación libre se restringe, limitando la posibilidad de rotación y permitiendo que el estadoexcitado persista lo suficiente como para relajarse y emitir luz.