Nuevos sistemas de microextracción dispersiva combinados con espectrometría de absorción atómica para la especiación de trazas de metales

Resum

En esta Memoria se demuestra que la ferrita, el material magnético más económico y sencillo de obtener, puede utilizarse sin necesidad de funcionalización para la adsorción de especies inorgánicas en disolución. Las propiedades magnéticas de estas nanopartículas facilitan la separación del sólido con el empleo de un imán. La desorción de las especies retenidas en un bajo volumen de una disolución adecuada consigue su preconcentración como etapa previa a la determinación mediante Espectrometría de Absorción Atómica con Atomización Electrotérmica (ETAAS). Así lo prueban los procedimientos analíticos desarrollados para la determinación a muy bajas concentraciones de especies iónicas de plata y oro, consiguiéndose incluso la discriminación (especiación) de las formas iónicas solubles y las nanopartículas sin carga de estos metales que pueden coexistir en la disolución. Empleando el mismo material (ferrita sin funcionalizar) se han puesto a punto nuevos procedimientos muy sensibles para la determinación de indio y galio, elementos que hasta ahora habían recibido muy escasa atención con las metodologías de microextracción en fase sólida. Se demuestra que si se prepara un material mezcla de óxido de grafeno y ferrita se tiene un material híbrido que aúna las ventajas de los dos tipos de nanopartículas que lo integran. Las propiedades adsorbentes del óxido de grafeno se ven reforzadas por las propias de la ferrita cuya presencia posibilita la separación magnética del sólido. Empleando esta metodología de microextracción dispersiva en fase sólida magnética, seguida de medida final mediante ETAAS, se han puesto a punto nuevos procedimientos analíticos muy sensibles para la especiación de cromo (III, VI), talio (I, III) y mercurio (II y orgánico). Por otra parte, también se ha demostrado que las separaciones con óxido de grafeno como adsorbente pueden combinarse con la formación de coacervatos en procesos de punto de nube lo que facilita asimismo la recolección de estas nanopartículas de difícil separación por la vía convencional de centrifugación. La selectividad de la ferrita como material adsorbente en procesos de microextracción dispersiva en fase sólida puede modificarse mediante funcionalización con reactivos sencillos. Así, recubriéndola con nanopartículas de plata formadas in situ y funcionalizadas a continuación con 2-mercapto etano sulfonato sódico (MESNa) se ha desarrollado un nuevo procedimiento que consigue la especiación de antimonio (III) y (V) a muy bajas concentraciones. La ferrita puede utilizarse conjuntamente con líquidos iónicos magnéticos reforzando la capacidad adsorbente. De esta forma se ha desarrollado un procedimiento que permite la determinación de plomo (II) y estaño (IV) por su extracción en un líquido iónico magnético que se adsorbe sobre la ferrita facilitando una mejor separación por vía magnética. La ferrita también puede combinarse con un líquido iónico ordinario, no magnético. En este sentido se ha desarrollado un nuevo procedimiento para la separación completa de plata (I) y plata (0) mediante un líquido iónico no magnético formado in situ y colectado entonces con ferrita. El procedimiento resulta de interés no solo analítico sino también ambiental por la presencia cada vez mayor de estas especies en aguas y la necesidad de su tratamiento. En esta Memoria se desarrollan un total de 17 procedimientos diferentes para la determinación y especiación, en su caso, de elementos de interés en muestras diversas como aguas y suelos. Los procedimientos son fiables, pues han sido verificados mediante el empleo de materiales de referencia y, cuando este extremo no ha sido posible por no existir en el mercado estándares apropiados, lo han sido mediante procedimientos de adiciones estándar y/o empleo de técnicas alternativas a ETAAS, que es el denominador común del trabajo presentado en esta Memoria.