Cuantificación del complejo de cianuro WAD de zinc, k2 [Zn(CN)4 ], empleando un electrodo de carbón vítreo modificado superficialmente con 2-hidroxi-1,4-naftoquinona

Abstract

La contaminación generada por los efluentes de la industria minera y galvánica presenta muchos problemas a la salud humana y al medio ambiente, incluso en bajas concentraciones; por lo que en este trabajo de investigación se desarrolló un sensor electroquímico basado en carbón vítreo (GC) y 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (HNQ) para la detección y cuantificación de cianuro WAD de zinc (K2[Zn(CN)4]) en muestras acuosas sintéticas y reales. El sensor se preparó realizando la modificación superficial de GC con HNQ mediante el proceso de adsorción espontánea. El GC, HNQ, sensor GC/HNQ y el complejo K2[Zn(CN)4] fueron caracterizados mediante espectroscopía infrarroja (FTIR), espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), difracción de rayos X (DRX) y técnicas electroquímicas como cronoamperometría, impedancia electroquímica (IES), voltamperometría cíclica (VC) y voltamperometría de pulso diferencial con redisolución anódica (DPASV). Durante la preparación del sensor GC/HNQ se determinó, que para un tiempo de 3 h se obtuvo la máxima carga de quinona sobre la superficie de GC. Al realizar el estudio del comportamiento redox del ion complejo [Zn(CN)4]2- a diferentes valores de pH (5, 6, 7, 8) en buffer de fosfato (PBS) , el zinc presente en el ion complejo presentó corrientes de picos de oxidación (-1,0 V) y reducción (-1,3 V) a pH = 5. El sensor elaborado GC/HNQ se evaluó en presencia de ion complejo [Zn(CN)4]2- mediante técnicas de VC y DPASV. Mediante el método de calibración externa (curva analítica) se obtuvo una curva con rango lineal de 7,07 – 25,50 ppm (r2 = 0,9984). Asimismo, el sensor GC/HNQ presentó un límite de detección (LOD = 1,30 ± 0,30 µmol L-1), un límite de cuantificación (LOQ = 4,0 ± 0,9 µmol L-1) y una excelente selectividad a los iones interferentes Cd2+, Ni2+, Pb2+, Co2+, Fe2+ y Cu2+. Finalmente, se realizan pruebas de estabilidad, repetibilidad y correlación del método DPASV frente a absorción atómica (AA).

Pollution generated by effluents from the mining and electroplating industry poses many problems to human health and the environment, even at low concentrations; therefore, in this research work, an electrochemical sensor based on glassy carbon (GC) and 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone (HNQ) was developed for the detection and quantification of WAD zinc cyanide (K2[Zn(CN)4]) in synthetic and real aqueous samples. The sensor was prepared by performing the surface modification of GC with HNQ through the spontaneous adsorption process. The GC, HNQ, GC/HNQ sensor and the K2[Zn(CN)4] complex were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray diffraction (XRD) and electrochemical techniques such as chronoamperometry, electrochemical impedance (IES), cyclic voltammetry (CV) and differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV). During the preparation of the GC/HNQ sensor, it was determined that the maximum quinone loading on the GC surface was obtained for a time of 3 h. When studying the redox behavior of the complex ion [Zn(CN)4]2- at different pH values (5, 6, 7, 8) in phosphate buffer (PBS), the complex ion showed oxidation (-1.0 V) and reduction (-1.3 V) peak currents at pH = 5. The prepared GC/HNQ sensor was evaluated in the presence of [Zn(CN)4]2- complex ion by VC and DPASV techniques. A calibration curve with a linear range of 7.07 – 25.50 ppm (r2 = 0.9984) was obtained by using the standard addition method. Furthermore, the GC/HNQ sensor presented a detection limit (LOD = 1.30 ± 0.30 µmol L-1), a quantification limit (LOQ = 4.0 ± 0.9 µmol L-1) and an excellent selectivity to the interfering ions Cd2+, Ni2+, Pb2+, Co2+, Fe2+ and Cu2+. Finally, stability, repeatability and correlation tests of the DPASV method against atomic absorption (AA) are performed.