Método del Vapor Frío- Determinación de Mercurio PDF

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Método analítico para determinar mercurio 1.-Introducción 

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El mercurio (Hg) es un metal que en concentraciones de traza es altamente tóxico y dañino para los ecosistemas y para los seres humanos. Este metal es fácilmente metilado por microorganismos, se bioacumula en la biota y se biomagnifica en la cadena alimentaria. Las principales formas químicas de mercurio son: mercurio elemental (Hg 0), mercurio inorgánico divalente (Hg+2 ), metil mercurio (CH3 Hg+ ) y dimetilmercurio ((CH3 ) 2 Hg Cabe destacar que los efectos tóxicos del Hg dependerán de la forma química en la que se encuentre, los del metilmercurio (MeHg) son más tóxicos que el mercurio elemental y sus sales inorgánicas, pues es absorbido eficientemente en el tracto gastrointestinal, pasa de la sangre al cerebro y traspasa la barrera de la placenta, en el caso de los fetos, por lo cual afecta el sistema nervioso central con daños irreversibles. El método más utilizado para la determinación del mercurio en cualquier medio ha sido la espectroscopia de absorción atómica (AAS) con la técnica del vapor frío. Esta técnica permite la determinación directa con la única condición de que el mercurio contenido en las muestras líquidas, normalmente en forma iónica como Hg2+, sea reducido al estado metálico Hg0 (mercurio atómico). Posteriormente, el vapor formado se arrastra por un gas inerte hacia una celda de cuarzo en la que se produce el proceso de la absorción atómica. Las muestras sólidas se digieren antes para transformar todas las especies de Hg (inorgánicas y orgánicas) a Hg2+, ya que esta es la única especie capaz de generar el vapor de mercurio atómico

DETERMINACION DE MERCURIO TOTAL Método de Espectrofotometría de Absorción Atómica por Vapor Frío 1. Esta normativa técnica se usa para determinar mercurio en aguas y efluentes industriales. 2. PRINCIPIO: La muestra es digerida para reducir la interferencia por materia orgánica y convertir todo el metal a una forma libre determinable por Espectrofotometría de Absorción Atómica ( EAA ) a 253,7 nm. El mercurio es medido en su forma (Hg 0) de metal libre, por reducción del Hg2+ con cloruro estannoso en solución ácida. Este vapor (vapor frío) es transportado hacia una celda de cuarzo donde es medido. El contenido de

mercurio se determina mediante una curva de calibración. Para muestras de agua con bajo contenido de sólidos en suspensión con una turbidez menor a 1 NTU no es necesario realizar la digestión

3. Datos Técnicos (Sistema Analizador de Mercurio Mas-50B Perkin Elmer) a) Cantidad mínima detectable: 0,01 microgramos/ 100 mililitros b) Rango (Escala) hay 3 escalas: β) 0 – 100% Transmitancia (escala %T) α) 0 – 9 microgramos (escala X1) ε) 0 – 0,28 microgramos ( escala X2) c) Tiempo de Respuesta del equipo: menos de 45 segundos para lectura final. d) Celda de Absorción: Posee ventanas desarmables de cuarzo (minimiza el cuarzo la pérdida de radiación por reflexión) d) Requerimientos Eléctricos:

115/ 230 Volts, 50/60 Hz, 80 w

e) Dimensiones: (29,3 cm x 33 cm x 19 cm) (Ancho x largo x alto) f) Peso: 7,7 kg g) Método Analítico: Vapor frío h) Flujo de aire: 1,6 a 2,0 litros/ minutos (18°C – 24°C)

4.- Teoría de Operación del Sistema Analizador de Mercurio Mas-50B El modelo MAS-50B Sistema Analizador de Mercurio es un sistema completo para la determinación del mercurio en concentraciones pequeñas (en el orden de microgramos). El sistema se compone de cuatro fases: 1. La conversión de todo el mercurio presente en 100 ml de muestra a ion mercúrico (Hg++). 2. La reducción del ion mercúrico a mercurio metálico con la adición de cloruro estannoso (SnCl2 . 2H2O). Hg2+ + Sn2+

Hg 0 (mercurio atómico) + Sn4+

3. La aireación del vapor de mercurio presente en la muestra por el MAS-50B 4. La medida de la absorbancia por el MAS-50D a una longitud de onda de 253.7 nm. ( emitda por una lámpara de cátodo hueco de mercurio)

(lámpara de cátodo hueco de mercurio) 5.-La Química está basada en el método de absorción atómica de vapor frío que fue desarrollado por Hatch y Ott en 1968 (Anal. Chem., 40 2085-2087). Básicamente, el sistema opera como sigue: La muestra se trata típicamente con ácidos nítrico y sulfúrico en presencia de permanganato de potasio para oxidar todo el mercurio presente en la muestra a ion mercúrico (Hg++).Cualquier exceso de oxidante se destruye con clorhidrato de hidroxilamina. El mercurio en la muestra se reduce a mercurio metálico (Hg0) por adición de cloruro de estaño. El aireador del MAS-50D se introduce en la solución de mercurio reducida. Una fuerza interior hace que circule aire en un sistema cerrado, a través de la solución, evaporándose el mercurio y corriendo a través de la célula de absorción. El vapor de mercurio que está en forma atómica,

absorbe la radiación de 253.7 nm emitida por la fuente de luz. El cambio en la energía transmitida a través de la célula es detectado por un fototubo de UVsensible. Un filtro de paso estrecho ubicado delante del fototubo permite la detección de una radiación de solamente 253.7 nm, lo cual hace que el Analizador sea sensible a un mínimo de luz visible. La energía radiante que llega al fototubo da lugar a una corriente fotoeléctrica, la cual se relaciona con la concentración de mercurio en la célula de absorción de una manera inversa. La corriente del fototubo es convertida a un voltaje por una alta impedancia operacional del amplificador, este voltaje es digitalizado por un convertidor digital análogo (ADC). Este signo digital se envía al microprocesador que proporciona una escala de ajuste de 0 y 100%T/ 0A, cálculo de absorbancia. Cuando se activa el botón de sostenimiento de cresta (PEAK HOLD), el valor máximo contenido en la muestra se retiene. La memoria es dilucidada desactivando el botón de sostenimiento de cresta (PEAK HOLD). El sostenimiento de la cresta también produce parpadeos al llegar al valor de la concentración máxima. La digestión por microondas es uno de los procedimientos estándar en la preparación de muestras para el análisis elemental en química analítica. La muestra es calentada en vasos cerrados transparentes junto con los ácidos recomendados. La temperatura máxima de trabajo normalmente está entre 220-240ºC dependiendo del tipo de muestra. A esta temperatura se produce la degradación parcial o completa de la muestra. Los reactivos más utilizados para la mineralización con microondas son: Acido nítrico, ácido clorhídrico y peróxido de hidrógeno. Su elección depende del origen de la muestra. El resultado tras la digestión es una disolución acuosa ácida de la muestra, adecuada para su posterior análisis mediante técnicas espectroscópicas. La gran ventaja de la digestión con microondas frente a la digestión en vaso abierto convencional es la posibilidad de controlar de forma precisa parámetros como la presión o la temperatura, o la posibilidad de digerir la muestra en tiempos muy reducidos, ya que la velocidad de calentamiento y enfriamiento es muy alta.

EFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS - AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 18th Edition. Washington , APHA, 1992. pp 3.19. 3.20

Cuestionario Nº 7 Determinaciòn de concentración de Mercurio por Absorciòn Atòmica método de Vapor Frìo 1. Porquè se denomina Absorciòn Atòmica, método del vapor frìo? 2. Se debe realizar el barrido espectral? Justificar 3. Cuàl es el lìmite de detección de Mercurio del equipo expresado en ppb? 4. A que espectro de la radiación pertenece λ = 253,7 nm? 5. La fotocorriente inducida en el detector de AA es proporcional a la concentración de mercurio? Justificar 6. La solución estándar de Mercurio, que se compra en los negocios de Quìmica Industrial son recipientes de capacidad de 50 mL que vienen con la leyenda de 1000 ppm de Hg Si quiero formar patrones para la curva de calibración del mercurio de 0; 0,25 μg/100mL; 0,50 μg/100mL; 0,80 μg/100mL y 1,0 μg/100mL: a) cuàntas diluciones (no una sola) debo realizar para formar la “solución madre final” (C madre= 0,1 μg/ mL ) ? Puedo usar matraces de 1Lt, 500 mL y 100 mL. b) Cuàntos “mL” de esa solución madre debo tomar para formar ( ver tabla) Dato: 1000 ppm de Hg (estándar) = 1 mg/mL quiere decir que en 1 mL de solución = 1mg de Hg

Patrone s 0,1 μg/ mL(Cmadre) Blanco 0,0 1 2 3 4

μg/100m Absorbanci L a 0,00 0,0000 0,10 0,0521 0,50 0,2596 0,80 0,3876 1,00 0,4949

7. Que valores en “ppm” de Hg tiene una Transmitancia de 90%, 67% y 48%?.------------------------------------------------------------------------------------------...