Estudio de estabilidad de 2,6-Tadap y de su producto de descomposición 2,6-Dapema, utilizados como ligantes cromóforos en el desarrollo de métodos analíticos para la determinación de metales del grupo del platino

Abstract

Uno de los hechos de mayor impacto a nivel ambiental de los últimos treinta años, ha sido la introducción de convertidores catalíticos en los automóviles, para mejorar la combustión de los combustibles, logrando disminuir en cierto grado la contaminación atmosférica. La combustión incompleta de hidrocarburos produce compuestos inestables, dañinos para al organismo humano y para la vida en general. En virtud de lo anterior, es necesario el desarrollo de métodos de análisis simples y eficaces, para la determinación de los metales que actúan como catalizadores en los convertidores, estos corresponden a los pertenecientes al grupo del platino (MsGP, rodio, platino y paładio). En este trabajo se estudió la factibilidad de determinar platino, rodio y paladio, utilizando a 3-[2'-tiazolilazo]-2,6-diaminopiridina (2,6-TADAP) como ligante cromóforo y complejante. Sin embargo, del estudio de estabilidad del ligante se encontró que éste era descompuesto para formar una nueva especie química, favorecida por las siguientes condiciones de reacción: 90 °C de temperatura, 60 min de tiempoо у Но-5,6х102, luego de obtener este reactivo se procedió a la caracterización química por medio de espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier y resonancia magnética nuclear de protones, encontrando que el nuevo ligante correspondía a 4-[N,N-etil-met-azo]-2,6- diaminopiridina ó 2,6-DAPEMA. De este estudio se pudo determinar que dependiendo de las condiciones también es posible obtener complejos de los MsGP con 2,6-TADAP o 2,6- DAPEMA, respectivamente. Bajo las condiciones óptimas de temperatura, tiempo de reacción y acidez, para obtener 2,6-DAPEMA, se estudio la formación de los respectivos complejos de platino, paladio y rodio en fase líquida, cuyas conductas espectrales son adecuadas para el desarrollo de métodos analíticos cuantitativos. Para determinar a los MsGP en el estado de complejos con 2,6-DAPEMA en fase líquida, se utilizó la técnica de razón de espectros derivados, obteniendo los siguientes límites de detección: 5,8x107 M para Pdr (paladio en presencia de rodio), 5,1x107 M para Rhpa (rodio en presencia de paladio) y 2,58x107 M para Rhp, (rodio en presencia de platino). En todos los casos la desviación estándar fue menor que 1,3%. Los métodos desarrollados en fase líquida, fueron validados en muestras con material de referencia enriquecido con platino, paladio y rodio, pues no fue posible obtener material de referencia conteniendo estos metales. Se realizó posteriormente la aplicación en mezclas sintéticas de metales y en matrices reales enriquecidas. Los porcentajes de recuperación para las matrices reales enriquecidas fueron cercanos a 100%, para Pdrh,, 60% para Rhpa y 40% para Rhpt; para las mezclas sintéticas de metales fueron cercanos a 100%, para Pdrh,, Rhpd y Rhpt. En el estudio de la formación de los complejos en fase sólida se encontró que los complejos retenidos en DOWEX50W2x100 correspondían a los complejos MsGP-2,6- TADAP y los resultados no muestran aplicabilidad analítica. La falta de repetibilidad en los resultados experimentales, fue la causa por la que se utilizó un sensor-resina como fase sólida para la retención de los complejos, el cual es formado con tiempo de agitación 50 min y concentración de 2,6-TADAP 8,4x104 M. Al preconcentrar a los MsGP en sensor-resina los valores óptimos de las respectivas variables determinadas fueron: 15 min de tiempo de agitación, 50 mg de masa de sensor-resina y 500 mL de volumen final de dilución. Los resultados muestran gran proyección analítica.

One of the facts of more impact at environmental level of the last thirty years, has been the introduction of catalytic convertors in the automobiles, to improve the combustion of the fuels, reason why it was possible to diminish in certain degree the atmospheric contamination. An incomplete combustion generates unstable compound, harmful for the human organism and the life in general. By virtue of the above mentioned, it is necessary the development of simple and efficient methods, for the determination of platinum group metals (MGP, Rh, Pt and Pd) that act as catalysts in the convertors. In this work the feasibilities of determining these metals were studied, using a 3- [2'-thiazolylaze]-2,6-diaminopyridine (2,6-TADAP) as complexing and chromophore ligands; however in the study of the ligand stability, it was found that 2,6-TADAP become a new chemical specie with quelate properties, favored by the following reaction condition: 90°C of temperature, 60 min of reaction time and Но -5,6х102. After obtain this new compound, it chemical characterization was carried out, by infrared spectroscopic Fourier transform and protonic magnetic nuclear resonance, finding that the new ligand corresponded at 4-[N,N-ethyl-met-azo]-2,6-diaminopyridine or 2,6- DAPEMA. This study should be depending of the reaction conditions, is also possible to obtain complex of the PGsM with 2,6-TADAP or with 2,6-DAPEMA, respectively. Under the optimal conditions 2,6-DAPEMA, can form in liquid phase the platinum, palladium and rhodium complexes, the spectral behavior were adequate to the develop quantitative analytic methods for the determination of PGSM. The ratio derivative spectra technique was used, the detection limits reached were of 5,8x107 M for Pdrh (palladium in presence of rodhium), 5,1x107 M for Rhpd (rodhium in presence of palladium), and 2,58x107 M for Rhr, (rodhium in presence of platinum), with an standard deviation smaller that 1,3%. The method for the determination of platinum, palladium and rodhium, by ratio derivative spectra technique, was validated in reference material enriched with these metals, since reference material containing these metals could not be obtained. Later, the application on enriched real samples and mixtures of metals was carried out. The recovery for enriched real samples was near 100%, for Pdrh,, 60% for Rhpd and 40% for Rhpt. for the mixture of metals was near 100%, for Pdrh., Rhpd and Rhpt. The study in solid phase was divided in two stages, the formation and retention in solid phase of the complexes in a single step was considered first, in order to taking account the formation of the different complex. The second stage is the generation and use of a sensor-resin like solid phase for the retention of the complexes, was divided in two parts, the first corresponding to the formation of the sensor for wich the best values for their variables were, time of agitation 50 min, concentration of 2,6-TADAP 8,4x104 M. The second part corresponds to the optimization of the variables for the formation and retention of the complexes in the sensor-resin, where optimum values for their respective variables, time of agitation 15 min, mass of sensor-resin 50 mg and final volume of dilution 500 mL. The results have analytical projection.