CIENCIAS QUIMICAS
Enviado por ANGUS88 • 22 de Septiembre de 2014 • 1.670 Palabras (7 Páginas) • 182 Visitas
DETERMINACIÓN ESPECTROFOTOMETRICA SIMULTÁNEA DE LOS HERBICIDAS 2,4-
D, ATRAZINA Y DICAMBA EN MUESTRAS DE AGUA MEDIANTE TRATAMIENTO
QUIMIOMÉTRICO
Guevara-Almaraz Erick O., Chávez-Moreno Carmín A., Guzmán-Mar Jorge L.*, Hinojosa-Reyes
Laura, Hernández-Ramírez Aracely, Peralta-Hernández. Juan M.
Laboratorio de Fotocatálisis y Electroquímica Ambiental, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Autónoma de Nuevo León. *e-mail: jorge74mar@yahoo.com.mx
Introducción
La tendencia hacia el empleo de herbicidas se intensifica en todo el mundo,
incluyendo los países en desarrollo. En México, por ejemplo, aunque la producción de
plaguicidas ha disminuido gradualmente, el consumo aparente de estos compuestos ha
excedido las 6,700 toneladas en 2009 [1]. Hoy en día, los herbicidas entre los que se
encuentran el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), 3,6-dicloro-2-ácido metoxibenzoico
(Dicamba) y 2-cloro-4-etilamino-6-isopropilamino-1,3,5-triazina (Atrazina) se utilizan en una
amplia variedad de cultivos para la eliminación selectiva de hierbas y otras plantas
indeseables (Figura 1).
2,4-D. Atrazina. Dicamba.
Figura 1. Estructura química de los herbicidas de estudio.
Estos herbicidas llegan al ambiente cuando los cultivos son fumigados con algún producto
comercial que lo contiene, por ejemplo Hierbamina®, Gesaprim®, 90 WG®, y Trigal 48 SL®,
entre muchos otros productos. Los herbicidas anteriormente descritos pueden causar daños
en el sistema nervioso central de los seres humanos en altas concentraciones [2]. La
contaminación del agua por la utilización de herbicidas ha provocado que en las últimas
décadas se haya generalizado la preocupación por los posibles efectos negativos en la salud
humana y en la ecología [3,4].
N
N
N
Cl
NH
NH
3
En la literatura existen reportados métodos por cromatografía de gases (GC) [5] y
cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) [6,7] para la cuantificación de 2,4-D,
Atrazina y Dicamba en muestras ambientales, sin embargo, la determinación simultánea de
estos herbicidas no se ha realizado por espectrofotometría UV-Vis. En general, esta técnica
de detección es simple, rápida y de bajo costo, en contraste con su limitada selectividad.
Afortunadamente el desarrollo de técnicas quimiométricas permite actualmente la aplicación
de poderosos algoritmos matemáticos para la resolución de sistemas químicos complejos,
utilizando múltiples señales analíticas, que debido a las interferencias presentes en la
determinación, desviaciones de la linealidad, ruido, etc., no es posible resolver directamente.
Entre estos algoritmos se encuentra la Regresión por Mínimos Cuadrados Parciales (PLS-1)
[8] la cual en combinación con la espectrofotometría UV-Vis ha permitido el desarrollo de
métodos analíticos selectivos para la determinación simultánea de mezclas de componentes
con resultados satisfactorios.
Objetivo.
El objetivo de este trabajo, fue el desarrollo de una metodología analítica por
espectrofotometría UV-Vis para la determinación simultánea de tres herbicidas en muestras
de agua, cuyas interferencias espectrales son resueltas mediante Regresión por Mínimos
Cuadrados Parciales (PLS-1) utilizando el criterio de selección de regiones espectrales.
Materiales y métodos
Estándares de 2,4-D, Atrazina y Dicamba a 1000 mg/L de la marca Sigma-Aldrich Co., estos
fueron almacenadas en refrigeración a 4°C. Espectro fotómetro Perkin Elmer Lambda 1.
Sistema Milli-Q para agua ultrapura Milford, MA, USA. Buffer de fosfatos 0.2M pH 8. Las
disoluciones de trabajo fueron preparadas por una dilución apropiada de las disoluciones
estándar. Cromatógrafo Perkin Elmer Serie 200 con detector UV (220 nm) y columna C18
ODS (250x4.6 mm); como fase móvil acetonitrilo:agua:ácido acético 1% (v/v), elución tipo
gradiente en una relación 35:63:2 (0-6.5 min) y con una relación 70:28:2 (6.5-10 min) a un
flujo de 1 mL/min. Software Grams/32 v5.0 Galactic Ind. Co., para el tratamiento matemático
de las señales. Para la resolución de una mezcla terciaria por PLS-1, se prepararon una serie
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de muestras de calibración (Tabla 1), las cuales se registraron en el intervalo de 200 a 320
nm.
Tabla 1. Composición de la matriz de respuesta para la calibración PLS-1.
Muestra 2,4-D Atrazina Dicamba Muestra 2,4-D Atrazina Dicamba
1 1 0 0 23 12 6 1.5
2 5 0 0 24 11.5 5.5 1
3 10 0 0 25 11 5 0.7
4 15 0 0 26 10.5 4.5 0,4
5 20 0 0 27 3.5 15 7
6 25 0 0 28 3 14.5 6.5
7 0 1 0 29 2.5 13 6
8 0 3 0 30 2 12.5 5.5
9 0 6 0 31 1.5 12 5
10 0 9 0 32 1 11.5 4.5
11 0 12 0 33 0.5 11 4
12 0 14 0 34 0.3 10.5 3.5
13 0 0 1 35 2 3.5 7
14 0 0 2 36 1.8 3.2 6.8
15 0 0 3.5 37 1.5 3 6.5
16 0 0 4.5 38 1.2 2.8 5.8
17 0 0 6 39 0.8 2.5 5.5
18 0 0 7 40 0.5 2.2 4.8
19 14 8 3.5 41 0.2 1.8 4.5
20 13.5 7.5 3 42 0.1 1.5 3.9
21 13 7 2.5 43 4 0 3
22 12.5 6.5 2 44 0 3 5
45 5 0 5
Una serie de muestras sintéticas se preparó para evaluar la habilidad de predicción del
modelo de calibración. La composición de las mezclas sintéticas se presenta en la Tabla 2.
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Tabla 2. Composición de las mezclas sintéticas utilizadas para validar el modelo de calibración (mg/L).
Muestra Concentración adicionada
2,4-D Atrazina Dicamba
1 4 5 2
2 4 7 3
3 4 6 5
4 2 4 5
5 7 4 4
6 4 4 4
7 1 3 5
8 5 2 5
9 5 2 3
10 1 1 1
Resultados y discusión
La determinación simultánea de los tres herbicidas se realizó a pH 8 en un buffer de
fosfatos 0.2M (Figura 2). Como se puede observar existe un gran solapamiento de las
bandas de absorción de los tres compuestos por lo que resultaría difícil hacer la
determinación de cada componente en la mezcla por espectrofotometría UV.
El intervalo de concentración en el que fueron analizados los compuestos fue de 1 a 25 mg/L
para 2,4-D, 1 a 14 mg/L para Atrazina y 1 a 7 mg/L para Dicamba.
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Figura 2. Espectros de absorción de Dicamba, Atrazina y 2,4-D en buffer de fosfatos 0.2M pH 8. Concentración
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