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

DAMIÁN A. URIARTE; EZEQUIEL VIDAL; GARRIDO, MARIANO; DOMINI, CLAUDIA

Santa Rosa, La Pampa

Congreso; 10º Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

Universidad Nacional de La Pampa

Determinación de cloro residual utilizando nanopartículas de carbono en un sistema de detección basado en imágenesEl 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 trihalometano . 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 espectrofluorímetros 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 para llevar 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 con la 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 análisis de CR en muestras de agua fueron satisfactorios.