4.2 Decir en cada caso cual es el objetivo de incorporación de la técnica de separación en cada uno de los casos (Evelyn)

El cromo se encuentra en el medio ambiente en dos estados de oxidación, como cromo trivalente (III) y como cromo hexavalente (VI). El Cr (III) se considera esencial para los mamíferos en el metabolismo de la glucosa, los lípidos y las proteínas pero no para las plantas.

El Cr (VI) se encuentra como cromato o dicromato en función del pH de la solución siendo en ambos casos un oxidante fuerte y considerado nocivo para los pulmones, hígado y riñón, siendo un producto carcinogénico por inhalación.

De esta diferencia de comportamiento se desprende la importancia de poder cuantificar por separado estas especies.

Los métodos de separación descritos anteriormente nos ayudan a poder separar el Cr (III) del Cr (IV), o para identificar alguno de ellos:

Los métodos de separación cuyo objetivo es separar el Cr(III) del Cr(VI) son:

SISTEMA DE INYECCIÓN DE FLUJO (FIA-ETAAS),

SISTEMA DE INYECCIÓN DE FLUJO CON LLAMA,

PRETRATAMIENTO DE LA MUESTRA CON AGENTES OXIDANTES,

SORCIÓN SELECTIVA EN COLUMNA DE ALBÚMINA,

INSERCIÓN EN MICROCOLUMNAS EN SERIE

Es necesario separarlos para poder cuantificarlos por separado ya que cada uno nos da diferente información sobre la calidad del agua, ya que mientras el Cr (III) es esencial, el Cr(VI) es un agente tóxico.

Los métodos de separación cuyo objetivo es separar el Cr(VI) de la muestra para poder identificarlo o cuantificarlo son:

FIA/SIA,

SIA "PELÍCULA SOBRE EL TUBO",

FIA "PUNTO DE NUBE" en este caso el que se identifica en el Cr(III),

DETERMINACIÓN QUIMIOLUMINISCENTE DEL Cr(VI),

REDUCCIÓN ELECTROQUÍMICA DE LA MUESTRA

Es importante conocer la presencia y la cantidad de Cr(VI) en agua para poder determinar si es apta para el consumo o no.

Tarea 4.1Establecer y describir las técnicas de separación que se han empleado en la determinación del Cr(VI) en agua. (Rocío)

Las dos técnicas de separación más comunes que se utilizan en el análisis de aguas para la detección de cromo hexavalente son:

- Extracción líquido-líquido:

-Sistema de inyección de flujo: (FIA-ETAAS), con llama y FIA/SIA, SIA ("película sobre el tubo") y FIA "punto de nube".

- Pretratamiento de la muetra con agentes oxidantes.

- Sorción selectiva en columna de albúmina.

- Inserción en microcolumnas en serie.

- Reducción electroquímica de la muestra (Cr⁶ -->Cr³)

- Determinación quimioluminiscente del Cr(VI)

EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

SISTEMA DE INYECCIÓN DE FLUJO (FIA-ETAAS)

Es una técnica de separación por extracción líquido-líquido, que para el Cr(VI) consiste en lo siguiente:

- Utilizamos una minicolumna con celulosa y ácido fosfónico (sorbente catiónico, cell P).

- Otra aniónica de celulosa con grupos funcionales de amonio cuaternario (cell T.

De esta manera se separa el Cr(III) del Cr(IV) porque el primero no se retiene, pero el segundo queda atrapado.

SISTEMA DE INYECCIÓN DE FLUJO CON LLAMA

Este sistema está equipado con dos bombas peristálticas y una válvula multifunción que tiene acoplada una micro-columna rellena con el intercambiador de iones. El sistema de inyección en flujo está “en línea” con la llama de un equipo de absorción atómica. Se estudia el efecto del pH, de posibles aniones concomitantes, como también de una solución de 1000ng/mL de Cr(III), sobre la señal de absorbancia de una solución de Cr(VI) de 100 ng/mL, para evaluar posibles interferencias. El Factor de Enriquecimiento (EF) se calcula como la relación entre las pendientes de las curvas de calibración con y sin preconcentración.

FIA/SIA

Se basa en la complejación de Cr(VI) con 1,5-difenilcarbacida (DPC) en medio ácido.

Antes de la formación del complejo se aconseja la introducción de microcolumnas de resinas de intercambio catiónico con el fin de eliminar otros cationes polivalentes; así como la adsorción de Cr(VI) sobre alúmina activada o gel de sílice modificada con óxido de Zr.

A continuación se muestra una figura en la que se expone el esquema de la técnica, que consiste en la formación de un complejo coloreado con difenilcarbacida en medio ácido.

SIA "PELÍCULA SOBRE EL TUBO"

Esta modalidad se basa en la formación de un par iónico entre el complejo Cr(VI)-DCP y perclorato, con una posterior extracción líquido-líquido en la película de disolvente orgánico colocado sobre la pared del reactor.

PRETRATAMIENTO DE LA MUESTRA CON AGENTES OXIDANTES

Si se pretratan las muestras con agentes oxidantes como peroxidisulfato, perydato y Cr (VI) en medio ácido o usando una oxidación en fase sólida con columnas rellenas de PbO₂ y a tª elevada.

También se puedes obtener la especiación entre Cr(VI) y (III) mediante la formación del complejo Cr⁶-4-(2-tiazolilazo) resorcinol a pH=5 en presencia del ácido 1,2-ciclohexanodiaminotetraacético como enmascarante de Cr(III).

SORCIÓN SELECTIVA EN COLUMNA DE ALBÚMINA

Para ello usamos la especiación entre Cr(III) y Cr(VI) un flujo continuo mediante sorción selectiva en columna de albúmina a pH=7 y pH=2 respectivamente. La elución selectiva posterior hasta el nebulizador del aparato de absorción atómica se realiza con ácido y después con solución alcalina para el Cr(III) y (VI) respectivamente. Así se posibilita la futura especiación por FIA y la determinación secuencial.

FIA "PUNTO DE NUBE"

Es un procedimiento alternativo basado en la extracción con punto de nube del complejo Cr(III)-hidroxiquinoleína combinada con su determinación fluorimétrica permite la determinación de Cr(III), aunque también se puede usar para el Cr(VI) si previamente lo reducimos con sulfito.

INSERCIÓN EN MICROCOLUMNAS EN SERIE

La inserción de microcolumnas en seri para la preconcentración automática y la especiación por elución seguida por su medida por absorción atómica, es otra estrategia para diferenciar los dos estados de oxidación del Cr.

DETERMINACIÓN QUIMIOLUMINISCENTE DEL Cr(VI)

Los reactivos implicados en la reacción dequimioluminiscencia son: luminol y hexacianoferrato(II). Estos se encuentran inmovilizados en una minicolumna rellena de una resina aniónica. Cuando se pasa a través de dicha columna una disolución de fosfato sódico, ambos reactivos son eluidos y mezclados con Cr(VI) en el sistema de flujo donde ocurre la oxidación del hexacianoferrato(II) hasta hexacianoferrato(III) que a su vez oxida al luminol generando luminiscencia. El sistema de flujo lleva incorporada una resina catiónica para separar los cationes interferentes.

REDUCCIÓN ELECTROQUÍMICA DE LA MUESTRA (Cr⁶ -->Cr³)

Esta reducción se obtiene en un electrodo que contiene oro depositado en carbón vítreo.

BIBLIOGRAFÍA

- TENDENCIAS EN LAS TÉCNICAS ANALÍTICAS DE LAS AGUAS. Francisco ARMIJO CASTRO.Cátedra de Hidrología Médica, Facultad de Medicina. UCM

- Análisis químico. Mª del Carmen Yebra Biurrum

- Determinación de Cromo(VI) en muestras ambientales. Estudo comparativo de diferentes medios para su separación y preconcentración. Valiente, L.; Iribarren, M. L.; Ortiz, N.; Piccinna, M. INTI-Química