Cuantificación de arsénico en aguas naturales empleando porfirina de manganeso como sensor espectrofotométrico

CAIO V. DE LIMA; FEDERICO D. VALLESE; JULIO S. REBOUÇAS; MARCELO F. PISTONESI

Santa Rosa

Congreso; 10mo Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

Universidad Nacional de La Pampa

Los compuestos porfirínicos, debido a sus propiedades químicas y físicas, son ampliamente utilizados en investigaciones farmacológicas, biológicas, ambientales, electrónicas y otras1. Estos compuestos tienen propiedades espectrofotométricas distintas permitiendo que sean detectados y cuantificados en bajas concentraciones2. Debido a la versatilidad estructural de ellos es posible controlar sus propiedades como solubilidad, acidez, potencial redox, etc. Pero, una propiedad que no es muy explorada en las metaloporfirinas, es la capacidad de perder el centro metálico en condiciones específicas, como las porfirinas de manganeso(III) en medio ácido en la presencia de un reductor3. En este trabajo se propone el uso de un derivado porfirinico, el cloruro de meso-tetrakis(N-etilpiridinium-2-il)porfirinatomanganeso(III) (MnTE-2-PyPCl5, MnP), para la cuantificación de arsénico, a través de la reacción con arsina. Esta reacción no ha sido reportada en la literatura y el arsénico es un problema ambiental mundialmente conocido. La presencia de arsénico en el medio ambiente está relacionada con su contenido natural en la corteza terrestre y con las actividades antropogénicas. El nivel de este elemento en diferentes materiales medio ambientales va a depender de la región geográfica y del factor humano en dicha región. La exposición prolongada al arsénico, principalmente a través del consumo de agua puede causar varios problemas en la salud. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha fijado una concentración de 10 µg/L como límite máximo para aguas de consumo4. En aguas naturales el arsénico se encuentra predominantemente como As(III), As(V) y en menores concentraciones como metil y dimetil arsénico.Para la determinación de arsénico se desarrolló un procedimiento en 2 etapas: la primera, consistió en la extracción de la arsina del agua; y la segunda, en la detección fluorescente con el empleo de la MnP. La etapa de extracción, basada en el método de referencia, consiste en la formación de arsina, a partir del arsénico presente en 1,5 mL de la muestra, utilizando como reductor una solución de borohidruro de sodio al 1,5% m/v en medio alcalino de NaOH 0,1% m/v. A continuación, para la detección, se hace burbujear la arsina en 1,5 mL de una solución de MnP 1×10-7 M acidificada. Posteriormente, se obtiene una lectura de fluorescencia utilizando una longitud de onda de excitación de 420 nm y un intervalo de emisión de 550 a 800 nm. El modelo de calibrado se hizo en el intervalo de concentraciones de 0,5 a 15,0 ppb. Una de las principales ventajas de este trabajo consiste en reemplazar reactivos tóxicos tales como el dietilditiocarbamato de plata y el empleo de solventes orgánicos como la piridina utilizados en el método de referencia. De esta forma, se genera menor cantidad de residuos y se contribuye con los principios de la química verde. Por otro lado, se logra disminuir el consumo de muestra, reactivos y el tiempo de análisis.