Determinación de arsénico en agua utilizando una Microbalanza de Cristal de Cuarzo (QCM)

GUTIÉRREZ, JULIÁN; MOCHEN, JUAN PABLO; EGGLY, GABRIEL; GOMES, ADRIANO; SANTOS, RODRIGO; PISTONESI, MARCELO

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Químicos Analíticos (AAQA)

Los sistemas embebidos miniaturizados Flow-batch han despertado gran interés ya que permiten realizar mediciones en tiempo real, sensibles y selectivas de diversos analitos, con el mínimo consumo de muestras y de reactivos. Los avances en electrónica y tecnología de sensores incrementan los campos de aplicación de esta metodología de automatización. El QCM (microbalanzas de cristal de cuarzo) es un novedoso microsensor másicos donde la respuesta analítica, se genera a partir de los cambios de frecuencia de un cristal de cuarzo (piezoeléctrico) al ser perturbado por la masa del analito (en el orden del nanogramo).En este trabajo se desarrolló un prototipo embebido Flow-batch utilizando un QCM como microsensor para la cuantificación de arsénico en aguas naturalesEn la siguiente figura se puede observar el sistema Flow-batch desarrollado. Está compuesto por un controlador Flow-batch de fabricación “lab-made” que permite el automatismo del sistema de propulsión, agitación y válvulas solenoides. A su vez, cuenta con dos cámaras para el tratamiento de la muestra (cámara de reacción de vidrio), y la de detección (cámara de teflón con el QCM integrado). Las señales producidas por el sensor son registradas utilizando un analizador de impedancia de la marca Digilent.En la cámara de reacción, la arsina (AsH3) es generada por la reducción del arsénico inorgánico en la muestra en medio ácido, usando una solución de borohidruro de sodio 1,5% (p/v) en NaOH 0,025 M. La arsina generada pasa a través de conexiones herméticas hacia la cámara de detección en flujo donde se encuentra el sensor QCM. Este microsensor permite detectar las variaciones de la concentración del arsénico desplazado de la muestra en función de las diferencias de densidad de las mezclas gaseosas de arsina/hidrógeno. Para el registro de las señales analíticas se utiliza el analizador de impedancia, el cual se conecta a una PC por puerto USB, y a través del software Waveforms se pueden registrar los cambios en la frecuencia de oscilación y la conductancia del cristal de cuarzo. El conjunto de datos primarios (rango analizado 0,5 a 50 ppb de arsénico) cumple con el requisito de trilinealidad y fue modelado adecuadamente por PARAFAC.