VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

VIII Conference "Chemical Sciences"

Development of ion selective electrodes in printed format for the determination of nitrate ions.

Abstract

High concentrations of nitrate ions in water can cause eutrophication and ingestion of these can cause methemoglobin and various types of cancer. For this reason, it is necessary to have sensitive, selective and economic analytical tools, as an alternative to expensive conventional techniques, which allow monitoring and evaluating the concentration of these ions in wastewater and human consumption. The objective of this work is to develop selective printed electrodes to nitrate ions, for the implementation of teaching and research laboratory practices, in Chemistry Degree courses in our country. Los electrodos se imprimieron manualmente en laboratorio, con tintas epoxi-grafito preparadas con resina epoxi, endurecedor, solventes y grafito en diferentes porcentajes. These were characterized by scanning electron microscopy and electrochemical techniques, prior to their modification with PVC membranes. The potentiometric response of the epoxy-graphite transducer and the membrane was evaluated using KNO3 solutions. The best electrochemical behavior of the printed electrodes was achieved with 76% conductive phase in the inks modified with 10% graphite nanoparticles. The electrodes modified with PVC membranes showed a response to nitrate ions with a slope equal to -69±5 mV/dec, detection limits close to 10-5 mol/L and response times of 12 seconds. The interference study showed that the ions NO2-, SO4(2-), Cl-, Br-, I- y CrO4(2-) do not constitute interference. The developed electrodes allowed the design and execution of laboratory teaching practices in the Basic Analytical Chemistry subject, at the Faculty of Chemistry of the UH

Resumen

Altas concentraciones de iones nitratos en las aguas pueden originar la eutrofización y la ingestión de estos puede causar metahemoglobina y diversos cánceres. Por tanto, es necesario disponer de herramientas analíticas sensibles, selectivas y económicas, como alternativa a las costosas técnicas convencionales, que permitan monitorear y evaluar la concentración de estos iones en aguas residuales y de consumo humano. El objetivo de este trabajo es desarrollar electrodos impresos selectivos a iones nitratos, para la implementación de prácticas de laboratorio docentes e investigativas, en las carreras de Licenciatura en Química de nuestro país. Los electrodos se imprimieron manualmente en el laboratorio, con tintas epoxi-grafito preparadas con resina epoxi, endurecedor, disolventes y grafito a diferentes porcientos. Estos se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido y técnicas electroquímicas, previo a su modificación con membranas de PVC. Se evaluó la respuesta potenciométrica del transductor epoxi-grafito y la membrana, empleando disoluciones de KNO3. El mejor comportamiento electroquímico de los electrodos impresos se logró con un 76 % de fase conductora en las tintas modificada con un 10% de nanopartículas de grafito. Los electrodos modificados con membranas de PVC mostraron respuesta a iones nitrato con una pendiente igual a -69±5 mV/dec, límites de detección próximos a 10-5 mol/L y tiempos de respuesta de 12 segundos. El estudio de interferencia demostró que los iones NO2-, SO4(2-), Cl-, Br-, I- y CrO4(2-) no constituyen interferentes. Los electrodos desarrollados permitieron diseñar y ejecutar prácticas de laboratorios docentes en la asignatura Química Analítica Básica, en la Facultad de Química, UH.