Elección del reductor Ensayos preliminares

3.2.3.1 Tiourea

En primer lugar se realizaron unos ensayos sin modificar el montaje FI-ETAAS con una disolución de agua de mar sintética dopada con 0,2 µg l-1 As(V) a la cual se le añade un pequeño volumen determinado de unas disoluciones concentradas de tiourea y HCl, de modo que la concentración final en la muestra sea tiourea 0,5 M y HCl 0,12 M. Se ha tomado como referencia el trabajo propuesto por Bowman82 para fijar las concentraciones de partida de tiourea y HCl. Para estudiar la evolución de la reducción a lo largo del tiempo se ha analizado varias veces a lo largo de 3 horas esta disolución colocada a la entrada de la línea de muestra. Se repite el mismo ensayo con un blanco, es decir, una disolución similar a la anterior sin dopar con As(V).

Figura 30. Ensayos preliminares de tiourea como reductor para la determinación de As total mediante FI-ETAAS.

Los resultados muestran un incremento de la señal de absorbancia a medida que transcurre el tiempo desde el momento de la preparación de las disoluciones (Figura 30). En principio podríamos suponer que este incremento está ligado a la reducción progresiva del As(V) añadido. Sin embargo, resulta extraño que la señal del blanco también aumente con el tiempo. ¿Podría ser que el agua de mar

0 0,04 0,08 0,12 0,16 0 50 100 150 200 Tiem po / m in A b so rb an cia Blanco

Agua mar dopada

sintética contenga trazas de As(V)?. Para resolver esta duda se ha repetido el mismo ensayo con agua Milli-Q®_{. Tal como se puede comprobar en la figura 30, el}

agua Milli-Q® presenta la misma tendencia que el blanco. Podemos descartar entonces, la existencia de trazas de As en el agua de mar sintética, pero seguimos sin poder justificar los resultados obtenidos.

Nos planteamos la posibilidad de una posible contaminación del circuito FI-ETAAS provocada por la tiourea, por lo se ha decidido aumentar el tiempo de la etapa de lavado. Se ha preparado una nueva disolución de agua de mar sintética dopada con menor concentración de As(V), 0,1 µg l-1 _{y la misma concentración de}

reductor, tiourea 0,5 M y HCl 0,12 M. Con el fin de minimizar el efecto de la diferencia de tiempo entre las medidas consecutivas, se ha comenzado a analizar la muestra 2 horas después de su preparación. A pesar de ello se observa un incremento paulatino en la absorbancia desde la primera hasta la última inyección transcurriendo 45 min (Figura 31). El incremento de la duración de la etapa de lavado no supone aparentemente una mejora, aunque quizás esté enmascarada por el aumento de la señal con el tiempo. De todos modos se ha decido volver a trabajar con 10 s de lavado.

Figura 31. Estudio de la etapa de lavado en los ensayos preliminares con tiourea para la determinación de As total mediante FI-ETAAS.

0 0,04 0,08 0,12 0,16 10 20 30 60 Tiem po lavado / s A b so rb an ci a

Aunque todavía no se ha podido justificar el incremento de la señal con el tiempo, se realizan las modificaciones necesarias en el montaje FI-ETAAS (Figura 29) para comprobar si la reducción de As(V) se produce trabajando en continuo. La mezcla reductora, tiourea/HCl será impulsada por la línea que anteriormente ocupaba el HCl de tal modo que la muestra y el reductor confluyen en una intersección en forma de “T”. La mezcla se introducirá en el interior del microondas focalizado, donde está colocado un reactor de mezcla de 10 m de longitud, el cual recorrerán la mezcla de muestra/reductor. Aquí, tendrá lugar la reacción de reducción del As(V) acelerada por el aumento de temperatura. A la salida del microondas la muestra se enfriará pasando por el interior de un refrigerador y a partir de este punto el sistema FI se mantiene como el utilizado en el método propuesto anteriormente para la determinación selectiva de As(III).

La duración de la etapa de preconcentración establecida en el método anterior es de 2 min. Ahora con la modificación del sistema FI-ETAAS para la determinación de As total se debe tener en cuenta:

9 realmente durante este tiempo se produce la reducción del As(V) y la preconcentración del As total presente en la muestra, aunque nos sigamos refiriendo a esta como etapa de preconcentración, y

9 el tiempo que tarda la muestra en recorrer la ampliación del circuito. Con una velocidad de bombeo de 60 rpm la muestra necesita 1 min para llegar hasta la intersección con el APDC, pasando por el interior del microondas focalizado y el refrigerador.

Antes comenzar a realizar los experimentos en modo continuo, se ha chequeado la señal debida a cada uno de los reactivos manteniendo el microondas apagado. Primero sólo con agua Milli-Q® para asegurarnos de la limpieza de todo el circuito. Una vez que la señal producida por el agua Milli-Q®, es mínima, incluimos el APDC, la disolución de lavado, agua de mar sintética. A continuación, se ha comprobado la sensibilidad con un patrón de 0,2 µg l-1 As(III), obteniendo un valor

similar a la absorbancia correspondiente al mismo patrón antes de la modificación del sistema FI. Una vez que se ha confirmado el perfecto funcionamiento del sistema, se introduce la tiourea, obteniendo una señal muy próxima a cero.

Entonces se enciende el microondas a un 30% de potencia únicamente durante los primeros 95 s porque manteniendo encendido el microondas los 120 s que dura la etapa de preconcentración, se forman muchas burbujas, lo cual implica problemas de reproducibilidad.

Se han preparado varias disoluciones reductoras variando la concentración de tiourea entre 0,1 y 0,5 M y manteniendo la concentración de HCl 0,12 M. Los valores de absorbancia correspondientes a los blancos son elevados; similares a los valores obtenidos al sustituir el agua Milli-Q® de la línea de muestra por un patrón de 0,2 µg l-1 As(V).

Llegados a este punto se ha decidido descartar la tiourea como reductor dado a un comportamiento impredecible.

3.2.3.2 L-cisteína

Uno de los reductores más empleado en la bibliografía consultada es la L-cisteína. Tomando como referencia el trabajo publicado por Yan et al.94, se ha preparado una disolución de L-cisteína del 1% (m/v) disolviendo 1 g de reactivo en 10 ml de HCl 1 M y completando hasta 100 ml con agua Milli-Q®. La adición de HCl es imprescindible para la disolución de L-cisteína; y preferiblemente debe añadirse en el orden indicado, primero disolver con el ácido y luego diluir con el agua Milli-Q®.

Se ha realizado un primer ensayo con esta disolución reductora comparando la señal del blanco con la señal de un patrón de 0,2 µg l-1 As(V) preparado en agua de mar sintética. Los valores obtenidos muestran indicios de que la reducción tiene lugar, por lo que comenzaremos con la optimización.