Para la determinación de las especies de As en aguas, donde las concentraciones son inferiores a 2 µg l-1, se requieren técnicas analíticas altamente sensibles y selectivas. Técnicas como la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y cromatografía de intercambio iónico permiten la separación de las diferentes especies de arsénico; pero los elevados tiempos de análisis y factores de dilución altos limitan su aplicabilidad72
La espectroscopía de absorción atómica con atomización electrotérmica (ETAAS) es un sistema de detección muy selectivo pero no suficientemente sensible por lo que es necesario recurrir a la preconcentración. Una de las técnicas de preconcentración empleada en métodos de especiación es la formación de complejos, ya que esta reacción suele ser especifica para un sólo estado de oxidación72.
Con el fin de automatizar la separación de las distintas especies y la preconcentración utilizaremos un sistema de inyección en flujo (FI). El acoplamiento FI-ETAAS permite la complejación, preconcentración y determinación selectiva de As(III) en continuo, evitando la manipulación de muestra y por lo tanto minimizando el riesgo de contaminación. Además es posible la automatización de todo el proceso de especiación ya que para la determinación de As total se puede utilizar el mismo método con la inclusión de una etapa de prerreducción de la muestra, para que todo el arsénico presente se transforme en
As(III). De este modo, se puede determinar la concentración de As(III) y la concentración de As total, obteniendo la concentración de As(V) por diferencia. En 1991 Sperling et al.72 ha desarrollado un método para la determinación selectiva de As basado en la preconcentración “on-line” usando una microcolumna. Sin embargo, los mecanismos de adsorción en microcolumnas se caracterizan por una alta impedancia hidrodinámica, lo cual limita el volumen de muestra a tratar19.
Una alternativa a este sistema de preconcentración es el uso de reactores anudados, propuesta por primera vez por Fang et al.30 acoplado a un equipo de FAAS. Posteriormente Sperling et al.57 y Yan et al.51 extienden el uso de los reactores anudados a sistemas de preconcentración “on-line” acoplados a ETAAS. Los reactores anudados presentan algunas ventajas frente a las microcolumnas: se puede introducir una mayor cantidad de muestra, lo que implica una mayor capacidad de preconcentración; no es necesario utilizar sustancias adsorbentes de relleno, reduciendo la impedancia; el tiempo de vida útil es más elevado y además los costes son más bajos5, 46, 73
A continuación se describe el procedimiento elegido para la especiación de As mediante un sistema FI-ETAAS. El flujo de la muestra se mezcla con los reactivos para la complejación de As(III). El quelato que se forma tras la adición de APDC a la muestra en medio ácido quedará adherido a las paredes de un reactor anudado de politetrafluoroetileno (PTFE); mientras que el As(V) será eliminado, dando lugar a la separación de las dos especies inorgánicas de As. El complejo As-APDC que queda retenido en el reactor anudado, se eluye posteriormente con una pequeña cantidad de etanol mediante un flujo de aire segmentado, logrando así, la preconcentración. El volumen de etanol utilizado como eluyente se introduce en el tubo de grafito pirolítico mediante la conexión de la salida del reactor anudado al capilar de inyección, acoplando el sistema de inyección en flujo al equipo de ETAAS.
2.2 DESARROLLO EXPERIMENTAL
2.2.1 Equipamiento
2.2.1.1 Aparatos
Las medidas se han realizado usando un espectrómetro Perkin-Elmer Model 4100ZL equipado con una cámara de grafito de calentamiento transversal (THGA) y el automuestreador AS 71. Se han utilizado tubos de grafito pirolítico con plataforma L’vov. Este equipo además dispone de un corrector de fondo Zeeman. Se ha usado una lámpara de descarga de As la cual proporciona una longitud de onda de 193,7 nm con un ancho de banda espectral de 0,7 nm conectada a una fuente de alimentación trabajando a 380 mA. Para la evaluación de los resultados se ha empleado la absorbancia integrada durante 5 segundos.
El espectrómetro se ha acoplado al sistema de inyección en flujo PerkinElmer FIAS-400 equipado con 2 bombas peristálticas controladas individualmente y una válvula de inyección estándar de 5 vías. Ambos equipos se controlan desde un único ordenador con el software AAWinLab 4.01, funcionando en modo “FIAS- Furnace”. En la tabla 2 se resumen la secuencia de trabajo del FIAS-400. Además se ha empleado dos válvulas Rheodyne, una de selección con 6 entradas y 1 salida y otra de conmutación de 6 posiciones. Para impulsar la muestra, los reactivos, el eluyente y el aire se han usado tubos Tygon® (Perkin-Elmer). El bucle de carga se ha construido con capilar de PTFE de 0,5 mm de diámetro interno variando la longitud (10, 15, 20, 25, o 30 cm) para obtener diferentes volúmenes de eluyente 20, 30, 40, 50, 60 µl etanol. Todas las conexiones están construidas con capilar de PTFE de 0,35 mm de diámetro interno. Varios reactores anudados de diferentes longitudes se han hecho con un capilar de PTFE de 0,5 mm de diámetro interno.
2.2.1.2 Reactivos
• Disolución patrón de As(III) de 1000 mg l-1 As SpectroSol (BDH, Reino Unido)
• Disolución patrón de As(V) de 1000 mg l-1 As preparada disolviendo Na 2HSO4
para análisis (Merck, Alemania) y conservada a 4ºC.
• Amonio pirrolindinditiocarbamato (APDC) (Sigma, Alemania). A partir de esta sal se prepara un disolución stock del 1% (m/v) APDC y se conserva a 4ºC.
• HCl 35% Hiperpur (Panreac, España).
• HNO3 69% Hiperpur (Panreac, España).
• Etanol absoluto para análisis (Panreac, España)
• NaCl para análisis, (Merck, Alemania),
• MgSO4.7H2O, PA-ACS (Panreac, España)
• NaHCO3 para análisis (Merck, España)
• Molibdato amónico para análisis (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Ni SpectroSol (BDH, Reino Unido)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Zn (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Fe Atomic Spectroscopy Standard (PerkimElmer, USA)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 V Certipur (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Al (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Se (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Cu Atomic Spectroscopy Standard (PerkimElmer, USA)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Sn SpectroSol (BDH, Reino Unido)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Co (BDH, Reino Unido)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Sb (Baker, USA)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Ag (BDH, Reino Unido)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Cr CertiPur (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Hg Atomic Spectroscopy Standard (PerkimElmer, USA)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Cd (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Pb (Merck, Alemania)
• Disolución patrón de 1000 mg l-1 Ga SpectroSol (BDH, Reino Unido)
• Bi(NO3)3 para análisis (Merck, Alemania).
• Agua ultrapura. Resistividad 18 MΩ cm usando el sistema de purificación de
agua Milli-Q® (Millipore).
• IrCl3 (Sigma, Alemania). Se prepara una disolución de 1g l-1 para el
recubrimiento del tubo de grafito.
• Argón N50 pureza: 99,999%, empleado como gas de purga y refrigeración en el atomizador.
2.2.1.3 Limpieza del material
Todo el material necesario, antes de ser utilizado, fue lavado cuidadosamente con agua y jabón, se enjuagan con agua Milli-Q® y se mantienen durante 48 horas en una disolución de HNO3 al 10%. Posteriormente se vuelve a enjuagar con agua