Actividad_6

Métodos Ópticos, Electroquímicos y Cromatográficos
Actividad 6
Resumen del artículo:
“Determinación directa y simultánea de tetracloruro de carbono nivel
traza, nitrato de peroxiacetilo y nitrato de peroxipropionil usando
cromatografía de gases con detector de captura electrónica ”
Profesor: QFB Alfredo Araujo
Integrantes:
Cauich Suárez Loremy Yehudí
Chan Díaz Isaac Alberto
Martinez Román Ana Paola
Zapata Santos Elisa del Rosario
Mérida, Yucatán a 22 / Mayo / 2014
1. INTRODUCCIÓN
El nitrato de peroxiacetilo (PAN) y sus homólogos son contaminantes formados
por reacciones fotoquímicas de compuestos orgánicos volátiles en presencia de
NOx, estos compuestos son inestables en la troposfera inferior, por lo que
causa la descomposición de la tropósfera primaria. El tetracloruro de carbono
es térmicamente estable en la tropósfera, pero su largo tiempo de vida puede
provocar la descomposición de la capa de ozono debido a la diusión de este
compuesto en la estratósfera, donde los átomos de Cl reaccionan con la luz
solar UV. Los niveles de contaminación atmoférica de PAN, nitrato de
peroxipropionil (PPN) y CCl4 son preocupantes y de importancia química, por lo
que se han desarrollado diversas técnicas para su detección en el ambiente,
por ejemplo: la cromatografía de gases con detector de captura de electrones
(CG-ECD), uno de los mejores métodos considerados en la actualidad por su
sensibilidad y selectividad. Debido a la importancia atmosférica de PAN, PPN y
CCl4 y la capacidad de separación efectiva de la columna capilar DB-1, se
desarrolló un método para el estudio directo y simultáneo de estos compuestos
mediante GC-ECD.
2. EXPERIMENTO
Se realizó un experimento para la determinación de estos compuestos por CGECD. Se sintetizaron el PAN y el PPN individualmente por la nitración ácida de
los componentes peroxiácidos en dodecano y los tres compuestos (PPN, PAN y
CCl4) se analizaron en un cromatógrafo de gases equipado con Ni y con un
detector de captura electrónica. Se utilizó una columna DB-1 (Agilent
Technologies). El diagrama esquemático del equipo de análisis se muestra en
la figura 1.
El procedimiento de la cuantifiación se basa en el análisis de las soluciones
sintetizadas por medio de CG, por lo tanto, éste es el procedimiento habitual
que se usa en este tipo de análisis, y por tanto, los reactivos utilizados (NaOH,
KOH, etc.) son específicos para la determinación de estas sustancias.
Figura 1. Esquema del equipo de análisis CG-ECD
3. RESULTADOS Y DISCUSIONES
En el cromatograma, se obtuvo un pico de NO3- a los 7.5 minutos
aproximadamente. Debido a que el CH3C(O)OOH usado durante la síntesis de
PAN o PPN puede encontrase en la solución, sólo se escogió el NO2- para la
cuantificación de PAN o PPN usando la solución estándar de NO 2-. Se
determinó que la concentración de PAN en la solución sintetizada fue de 39.2
µg/mL y la concentración de PPN fue de 48.9 µg/mL.
3.1 Optimización de las condiciones de GC-ECD
El CG-ECD se acondicionó primero por calentamiento de la columna y del
detector 250°C y 350°C respectivamente durante una semana. Después de
una serie de pruebas, las condiciones cromatográficas fueron optimizadas
adicionalmente de la siguiente manera: la temperatura del horno del CG y de
los detectores se mantuvieron a 20°C y 38°C respectivamente; los caudales del
gas portador (He) y N2 se ajustaron a 8 mL/min y 54 mL/ min respectivamente.
Se ajustó el método debido a errores a causa del oxígeno en el análisis. El CGECD es sensible al oxígeno debido a que tiene pares libres de electrones que
pueden ser detectados.
3.2 Identificación atmosférica de CCL4, PAN y PPN
La columna capilar DB-1 puede separar efectivamente los 3 contaminantes con
tiempo de retención de 5.38 min, 5.75 min y 13.38 min. Análisis posteriores
demostraron que las interferencias co-eluyentes fueron insignificantes.
En las mediciones, las variaciones de PAN y PPN exhibieron valores máximos
en la tarde y valores mínimos durante la madrugada y la noche, lo que confirma
que fueron los productos secundarios de las reacciones fotoquímicas.
Ambos compuestos tienen precursores diferentes. Los precursores del PAN se
han notificado ser emitidos tanto por fuentes antropogénicas y biogénicas,
mientras que los precursores del PPN son predominantes de fuentes
antropogénicas.
4. CONCLUSIONES
Un método de GC-ECD fue desarrollado para mediciones atomosféricas
directas de CCl4, PAN y PPN basado en 2 calibraciones para la cromatografía
de intercambio y NOx.
Los límites de detección del CG-ECD para CCl4, PAN y PPN fueron: 5, 22 y 35
pptv respectivamente.
El grado de incertidumbre para las mediciones de PAN del CG-ECD se
estimaron entre 13% y 15 basados en las incertidumbres de calibración via IC y
NOx respectivamente.
5. REFERENCIAS
1. Zhang, G., Mu, Y., Liu, J., Mellouki, A. Direct and simultaneous
determination of trace-level carbon tetrachloride, peroxyacetyl nitrate, and
peroxypropionyl
nitrate
using
gas
chromatography-electron
detection. Journal of Chromatography A. 2012. 1266, 110-115
capture