Informe de Laboratorio 3: Degradación fotocatalítica del Antibiótico Levofloxacino

Universidad del Turabo

Gurabo, Puerto Rico

Escuela de Ciencias Naturales y Tecnología

Departamento de Química y Física

Informe de Laboratorio 3: Degradación fotocatalítica del Antibiótico Levofloxacino

Abrahán J Alvarado Aguilar

Antonio Espinosa

Emanuel Meléndez

Jesús Santos

Prof. Márquez

CHEM 464 L

Índice

Objetivo:        

Introducción Teórica:        

Procedimiento:        

Datos:        

Cálculos:        

Discusión de resultados:        

Conclusión:        

Referencias        

Objetivo:

        En este experimento se estudia la degradación del antibiótico levofloxacino por medio de fotocatálisis mediada por el compuesto catalizador P 25 y peróxido de hidrógeno. El cambio en concentración del compuesto se obtiene mediante el estudio de la absorbancia en el espectrómetro de UV-Visible.

Introducción Teórica:

        El antibiótico levofloxacino es un compuesto de la familia de las quinolonas, las cuales fueron descubiertas alrededor del año 1960.1 A partir del compuesto que inicialmente se comenzó a estudiar por sus propiedades anti microbianas, varios cambios estructurales han modificado su actividad y se utilizan para evitar el crecimiento de las bacterias al interrumpir su mecanismo metabólico.2 A pesar de la gran utilidad que tienen los compuestos antibacteriales para la medicina humana o veterinaria, existe un gran dilema en el mal uso de los mismos. Esto se debe a que existen ciertas poblaciones de microorganismos que son naturalmente resistentes a los mecanismos de ataque de los antibióticos. Estas poblaciones entonces convierten una simple infección en un grave riesgo para la salud pública ya que los métodos para combatirlos se ven reducidos. Otro lugar en donde existe gran problema es en el impacto ecológico de estos compuestos, ya que aunque pasen por plantas de tratamiento de agua, se cree que pueden afectar gravemente al medio ambiente, aunque estos mecanismos no han sido muy estudiados.3 En este experimento exploramos la foto degradación del compuesto levofloxacino gracias al catalizador P 25, el cual consiste en mezclas del dióxido de Titanio con otros elementos.4 Además se añade a la solución peróxido ya que la presencia de radicales permite que la reacción ocurra de manera favorable.5 La cantidad utilizada de estos dos compuestos es muy importante y depende del tamaño de la muestra, ya que se busca que la reacción ocurra de la manera más eficiente posible. Por esto, utilizamos variaciones dentro de las cantidades de peróxido utilizado para comparar los resultados de la degradación. Finalmente, para medir la concentración del compuesto, se utiliza la absorbancia del mismo en un espectrómetro de UV-Visible a medida que la muestra es expuesta a la radiación a lo largo del tiempo.

Procedimiento:

        El antibiótico utilizado por nuestro grupo fue el levofloxacino. Para comenzar, se preparó una pequeña muestra de solución para conocer el rango y la longitud de onda en la cual absorbe el antibiótico, así como tener una idea de la concentración ideal para realizar nuestro experimento. Al obtener una absorbancia justo por debajo de 1.0, utilizamos la concentración de 12 ppm para realizar nuestra solución madre. Se preparó 1 L de la solución utilizando un matraz de ámbar para proteger el compuesto de cualquier reacción lumínica.

        Luego de preparar la solución madre, se preparó una estación en la cual dos lámparas de tipo “halo” se colocaron sobre una plancha de agitación. Esta estación se cubrió con una manta negra durante la radiación de la muestra para protegerla de cualquier degradación externa. Se transfirió 200 mL de solución de levofloxacino en un matraz cónico y se añadieron alrededor de 0.1590 g del catalizador P-25 y 0.150 mL del peróxido a 50 %. A esta muestra se le añadió un agitador magnético y se colocó en la estación en donde se tomó una alícuota para tener una medida a tiempo cero de la degradación del analito. Para obtener las alícuotas de la muestra a distintos intervalos de tiempo se utilizó una jeringa con filtro, ya que era necesario remover el catalizador antes de colocarlo en las cubetas para obtener la absorbancia del compuesto. Luego de obtener esta medida inicial, se tomaron medidas cada 15 minutos hasta que la absorbancia, y por ende la concentración del compuesto, fuera menos de 0.1.

Datos:

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Figura 1. Espectros de absorbancia para la degradación de levofloxacino

Se usaron los valores de mayor absorbancia en cada corrida para hacer el estudio de la cinética de reacción. En este caso los valores de mayor absorbancia estuvieron entre los largos de onda de 288-290 nm. Se hizo una curva de calibración para poder relacionar la absorbancia con la concentración.

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Figura 2. Curva de calibración para levofloxacino

Tabla I. Estudio de la cinética de reacción

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