Desarrollo de Metodologías Analíticas para la Especiación

Química de Antimonio mediante Cromatografía Líquida de Alta

Resolución- Generación de Hidruros- Irradiación UV-

Fluorescencia Atómica. Aplicación a matrices de Ecosistemas

Marinos

(TESIS DOCTORAL)

El creciente interés demostrado en los últimos años por contribuir al desarrollo de  metodologías analíticas para la especiación de antimonio puede ser atribuida parcialmente al hecho que la Agencia de Protección del Medio Ambiente de los Estados Unidos USEPA los considera contaminantes prioritarios y la Comunidad Europea estableció una concentración máxima de 5 micro g Sb/ L en agua potable. Además es reconocido que Sb(lll) presenta una toxicidad 10 veces superior a Sb(V).

Sin embargo, a pesar del avance logrado en relación son numerosas las dificultades, problemas y desafíos que quedan por resolver, especialmente aquellos relacionados con la estabilidad de las especies de antimonio a través de todo el proceso analítico, la eficiencia de los procesos de extracción y el desarrollo de metodologías para realizar su especiación en distintos tipos de matrices biológicas y ambientales.


Uno de los principales problemas a los que se ve enfrentado el desarrollo de metodologías analíticas para la especiación química de Sb es la falta de patrones, ya que solo están disponibles comercialmente las especies inorgánicas y TMSbCl2. Son escasos los procedimientos analíticos que permiten la separación simultánea de Sb(lIl), Sb(V) y Trimetilantimonio(V) por HPLC. En general ellos presentan alguna desventaja como largos tiempos de análisis, ensanchamiento de los picos cromatográficos, elución de alguna de las especies en el volumen muerto o resolución insuficiente. Estas metodologías han sido aplicadas mayoritariamente al análisis de especiación de antimonio en aguas naturales. Su aplicación a matrices más complejas ha presentado problemas de transformación de especies durante el proceso de extracción e incompatibilidad de algunas soluciones extractantes con el proceso cromatográfico o con el sistema detector.


En el presente trabajo de tesis se desarrolló una metodología para el análisis de especiación de antimonio que permite la separación simultánea de Sb(V), Sb(lll) y (CH3)3 SbCl2 mediante cromatografía líquida de alta resolución, en modalidad de intercambio aniónico y su detección en línea por generación de hidruros acoplada a fluorescencia atómica (HPLC-HG-AFS). La separación se realizó en la columna PRPX- 100 aplicando un gradiente de elución entre EDTA 20 mmol/ L  + ftalato ácido de potasio (BHK) 2 mmol /L  , pH 4,5 y la solución de       (NH4)2 HPO4 50 mmol/ L. Todas las especies son retenidas durante el proceso cromatográfico y se logra una separación cuantitativa de las 3 especies en menos de 5 minutos.

La separación y detección fueron optimizadas mediante diseño de experimentos. Para la separación cromatográfica se optimizaron las variables, flujo de fase móvil, concentración de la segunda fase móvil, y tiempos de aplicación de las soluciones eluyentes en función de la resolución de la separación cromatográfica. Para la detección en línea se evaluaron las variables, flujos de HCI, NaBH4, Ar secundario y H2 , en función de la razón señal/ruido para las tres especies de antimonio. Los límites de detección para Sb(V), Sb(lll) y (CH3)3 SbCl2 obtenidos en las condiciones experimentales optimizadas fueron 0.13, 0.07 y 0.13 micro g/ L, respectivamente.


En esta tesis también se desarrolló metodologías analíticas para la especiación de antimonio en algas y moluscos marinos. Al igual que para sedimentos, se investigó la capacidad de distintas soluciones para extraer antimonio desde el alga Macrosystis inte grifo/la y del molusco Perumytilus purpurata, como también la estabilidad de las especies durante el proceso de extracción. Los resultados demuestran que al considerar la estabilidad de las especies y los rendimientos de extracción, EDTA es la mejor opción para realizar la especiación de antimonio en algas, ya que se logró extraer cuantitativamente antimonio, sin que ocurra transformación de las especies.


En resumen, esta tesis constituye un aporte al desarrollo de metodologías analíticas para la especiación de antimonio en distintas matrices. Los resultados obtenidos permitieron recabar antecedentes acerca de la estabilidad de las especies de antimonio en distintos medios y reportar por primera vez el análisis de especiación química de este metaloide en agua, sedimentos y algas marinas.




Separación simultánea de Sb(V), Sb(III) y TMSbCl 2 por HPLC.  Pag. 85
Acoplamiento del sistema HPLC-UV-HG-AFS.  Pag. 108

ENLACE:
http://146.83.150.145/ri20/handle/10533/61726