ARELY MONSERRAT LÓPEZ MARTÍNEZ
Resumen
La presencia de hidrocarburos en el ambiente ocupa un lugar preponderante entre las situaciones que comprometen la salud y el bienestar social. Desde el punto de vista químico, el grupo está integrado por compuestos de muy diversos pesos moleculares, propiedades fisicoquímicas y reactividades. Si a esto se suma que las propiedades físicas y químicas de las matrices pueden ser completamente distintas (llámese agua, suelo o aire), puede entenderse que el tratamiento de muestra requerido para la cuantificación de estos compuestos sea muy diferente.
En este trabajo se propone la microextracción líquido-líquido dispersiva como una herramienta que satisface los lineamientos de la Química Analítica Verde, en un esfuerzo por reducir el impacto en el ambiente de las prácticas analíticas. En primera instancia, se propone un marco de referencia para la evaluación de los procesos analíticos, a través de la adopción y/o adaptación de indicadores propios de la Química e Ingeniería Química Verde. Con esta herramienta, es entonces posible comparar el impacto en el ambiente de distintas metodologías analíticas. Posteriormente, se desarrolla un nuevo método analítico para la determinación de hidrocarburos policíclicos aromáticos en agua de lluvia y polvo un paso vehicular mediante microextracción líquido-líquido dispersiva y cromatografía de líquidos con detección fotométrica. Por primera vez hasta donde conocimiento del autor, se propone el uso del 1 ,2-dicloroetano como agente con una eficiencia de la extracción satisfactoria. La validación del permitió reconocer que es aceptable en términos de exactitud y precisión. Además, la aplicación de los indicadores verdes propuestos permitió reconocer la magnitud en que se reduce el impacto ambiental en la preconcentración de este tipo de compuestos, comparando la microextracción desarrollada con una extracción líquido-líquido convencional reconocida por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos.
Finalmente, se desarrolla un nuevo método analítico para la determinación de un hidrocarburo oxigenado, el etanol, en combustibles fósiles de uso vehicular. A través de una microextracción líquido-líquido dispersiva, el etanol se transfiere de la matriz orgánica hacia fase acuosa, en la que es determinado mediante su oxidación a ácido acético con dicromato de potasio en medio ácido. La reacción química se desarrolla de manera automatizada a través de un sistema de inyección en flujo, con detección espectrofotométrica soportada en el cambio de color en las especies oxidada y reducida del cromo. El método es aplicado al análisis de muestras fortificadas de gasolinas MAGNA y PREMIUM, así como diésel, encontrándose resultados satisfactorios. Finalmente, los indicadores verdes permiten comparar dos metodologías de detección desarrolladas para tal fin:
a) Un procedimiento en batch con detección potenciométrica por retrovaloración del exceso de dicromato de potasio con sulfato ferroso amoniacal.
b) El procedimiento en continuo por inyección en flujo con detección espectrofotométrica.
Así, se desarrolla con éxito la microextracción líquido-líquido dispersiva en dos aplicaciones distintas, no sólo por los analitos y matrices, sino también por las técnicas analíticas abordadas, poniendo de manifiesto la versatilidad de la técnica para su inserción en distintos procesos analíticos.
Abstract
The presence of hydrocarbons in the environment occupies a preponderant place between the situations that compromise the health and the social welfare. From the chemical point of view, the group is composed of compounds of very diverse molecular weights, physicochemical properties and reactivities. In addition that the physical and chemical properties of the matrices can be completely different, it can be understood that the sample treatment required for the quantification of these compounds is very different.
In this paper we propose the liquid-liquid dispersive microextraction as a tool that satisfies the guidelines of the Green Analytical Chemistry, in an effort to reduce the impact on the environment of analytical practices. In the first instance, a frame of reference is proposed for the evaluation of the analytical processes, through the adoption and / or adaptation of own indicators of the Chemistry and Green Chemical Engineering. With this tool, it is then possible to compare the impact on the environment of different analytical methodologies. Subsequently, a new analytical method is developed for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in rainwater and the dust of a vehicular passage through liquid-liquid dispersive microextraction and liquid chromatography with photometric detection. For the first time, as far as the author’s knowledge is concerned, the use of 1, 2-dichloroethane as an extractant is proposed, with satisfactory extraction efficiency. The validation of the method allowed to recognize Ysat it is acceptable in terms of accuracy and precision. In addition, the application of the proposed green indicators made it possible to recognize the magnitude of the environmental impact in the preconcentration of this type of compounds, comparing the developed microextraction with a conventional liquid-liquid extraction recognized by the United States Environmental Protection Agency.
Finally, a new analytical method is developed for the determination of an oxygenated hydrocarbon, ethanol, in fossil fuels for vehicular use. Through dispersive liquid-liquid microextraction, the ethanol is transferred from the organic matrix to the aqueous phase, where it is determined by its oxidation to acetic acid with potassium dichromate in an acidic medium. The chemical reaction is developed in an automated way through a system of flow injection analysis, with spectrophotometric detection supported in the color change in the oxidized and reduced species of chromium. The method is applied to the analysis of fortified samples of MAGNA and PREMIUM gasolines as well as DIESEL, with satisfactory results. Finally, the green indicators allow to compare two detection methodologies developed for this purpose:
a) A batch process with potentiometric detection by revaluation of the excess of potassium dichromate with ammonium ferrous sulfate.
b) The continuous process by flow injection with spectrophotometric detection.
Thus, the dispersive liquid-liquid microextraction is successfully developed in two diferent applications, not only by the analytes and matrices, but also by the analytical techniques discussed, highlighting the versatility of the technique for its insertion in different analytical processes.
Keywords: analytical, green, dispersive liquid-liquid microextraction, environment,
bening, indicators, sustainability.
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