Desarrollo de un sistema automatizado para la determinación de arsénico en aguas naturales empleando QCM dopado con nZVI/rGO

GUTIÉRREZ, JULIÁN; ROBEIN, YAEL; GOBBI, LUCIANO; SANTOS, RODRIGO; PISTONESI, MARCELO

San Juan, San Juan.

Congreso; XII Congreso Argentino de Química Analítica; 2023

Asociación Argentina de Químicos Analíticos (AAQA)

La contaminación de arsénico (As) en el agua ha motivado el desarrollo de métodos para detectar, cuantificar y/o remediar la contaminación por As en esta muestra. Las partículas de hierro cero valente a nanoescala (nZVI) han surgido recientemente como un material adecuado para adsorber As. Con el fin de mejorar su rendimiento, estas nanopartículas se combinan en láminas de óxido de grafeno reducido (rGO) mediante una reducción directa de hierro para obtener materiales de nZVI/rGO1. Principalmente, las nanopartículas en sensores aumentan el área superficial del electrodo, lo que permite incrementar la interacción/adsorción del analito a ser determinado2. En este trabajo, se desarrolló un sensor basado en la tecnología de la Microbalanza de Cristal de Cuarzo (QCM) modificando la superficie de oro del cristal con nZVI/rGO para la determinación de arsénico en aguas superficiales con el objetivo de preconcentrarlo y, en consecuencia, mejorar los límites de detección. Se empleó la metodología de impedancia que se basa en la medición de la respuesta eléctrica del cristal de cuarzo ante una señal eléctrica aplicada, la cual establece una correlación entre la impedancia medida y la frecuencia de vibración del cristal, que es sensible a los cambios de masa y propiedades de la superficie3. Inicialmente, se evaluó el comportamiento del sistema con soluciones testigos de As, para posteriormente en un futuro probarlo con muestras reales. Las concentraciones de As estudiadas para el sensor QCM sin modificar estuvieron comprendidas entre 5-1000 ppb, y de 0,01-10 ppb para el sensor modificado con las nanopartículas. Estos resultados evidencian una mejora en las propiedades analíticas al modificar la superficie. Asimismo, se realizó una evaluación teórica usando cálculos DFT (la Teoría del Funcional de la Densidad), Figura 1, obteniéndose buena concordancia entre los estudios experimental y teórico.