Estudio Cinético de la Reducción Catalítica de Resazurina en Fase Acuosa para la Determinación de Cu(II) y Ni(II)

D.M. MAGNI, S.E. COLLINS, A.C. OLIVIERI, A.L. BONIVARDI

San Luis, Argentina

Congreso; III Congreso Argentino de Química Analítica; 2005

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

El objetivo del presente estudio fue la determinación de Cu(II) y Ni(II) basada en el efecto catalítico que ambos iones presentan sobre la reacción de reducción de resazurina con sulfuro de sodio, a través del análisis de la cinética de la reacción y utilizando un sistema de inyección en flujo en modo detenido con detección espectrofotométrica. Se evaluaron diferentes modelos para predecir parámetros cinéticos y obtener relaciones analíticas entre valores de constantes de velocidad de reacción y concentración de catalizadores Cu(II) y Ni(II) (curvas de calibrado). Para la predicción de los parámetros cinéticos aparentes correspondientes a los modelos propuestos se elaboró una rutina en Matlabâ v.5.3 que utiliza el método de Runge-Kutta para resolver los sistemas cinéticos en términos de concentraciones de componentes vs. tiempo y el de Gauss-Newton para encontrar el mínimo global de la función objetivo. Se utilizó un conjunto de muestras de calibración para cada analito en un rango de 0.5 a 3 mg l-1 para Cu(II) y 2.5 a 9 mg l-1 para Ni(II). La bondad de ajuste para los modelos considerados se evaluó por medio del cálculo del estadístico F. Los valores F para modelos de pseudo orden cero, pseudo primer orden y pseudo segundo orden para la resazurina comúnmente empleados para la determinación de Pb(II) y Se(IV) por otros autores indicaron claramente que estos modelos no son adecuados para Cu(II) o Ni(II) en el rango de concentraciones aquí estudiados. Sin embargo, se comprobó que el modelo autocatalítico describe adecuadamente los resultados experimentales para Cu(II) y Ni(II) con un 95% de confianza(1.45 < F < 2.34). Se obtuvo una relación lineal para uno de los parámetros cinéticos estimados y la concentración de cada catalizador (r2=0.9951 para Cu(II) y r2=0.9920 para Ni(II)), que permitió la cuantificación de cada uno de ellos. Se estimó el orden aparente de la reacción respecto a cada catalizador resultando un valor aproximadamente igual a 4 para ambas especies. Se postula entonces la formación de un tetrámero en equilibrio, similar al Ni4(OH)44+ y/o su combinación con iones sulfuro, como especie catalíticamente activa para explicar este orden de reacción. El método paramétrico del modelado autocatalítico fue aplicado a la determinación de Cu(II) y Ni(II) en muestras de baños de electroplatinado de una industria local y los resultados fueron comparados con aquellos provenientes de la utilización de espectrometría de absorción atómica con llama como método de referencia y con los provenientes de una técnica no paramétrica, es decir, redes neuronales artificiales (ANNs). Se comprobó que no existe diferencia significativa entre los valores de concentración determinados por el método cinético y ANNs con respecto a la técnica de referencia, a un nivel de significancia del 5%.