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Productos químicos: urea (Aldrich, >99%); ácido esteárico (SA) (Aldrich, >95%); Etanol (Soria)

Instrumento: i-Raman® Plus 785S

Se prepararon soluciones madre de urea (0,0420 gr/gr de etanol) y SA (0,04126 gr/gr de etanol). Las soluciones estándar se prepararon mezclando estas soluciones madre en diferentes proporciones para obtener concentraciones de urea entre 0 y 0,042 gr/gr de etanol y manteniendo aproximadamente constante la concentración de masa total (urea + SA). Los espectros Raman de 0,5 mL de cada solución en recipientes de aluminio se midieron empleando un láser de 785 nm (potencia: 30%, ~ 90 mW) y 5000 mseg de tiempo de adquisición (20 repeticiones). No se observaron efectos de calentamiento o evaporación. Espectros de las soluciones estándar que se corrigieron de fondo empleando el BWSpec® el software se muestra en Figura 1.

Los espectros se normalizaron empleando la intensidad de la banda de etanol a 1049-1050 cm^-1. Espectros normalizados (Figura 2) muestran claramente que el único cambio apreciable debido al incremento en la concentración relativa de urea ocurre en la banda de 996-997 cm^-1, que se atribuye a la urea. Esta banda corresponde al estiramiento CN simétrico[5] que se reporta experimental y teóricamente a unos 1010 cm^-1 para la urea sólida,[6] pero cambia a números de onda más bajos en solución.[5,7]

Para fines de cuantificación, los espectros se desconvolucionaron, ajustando los resultados experimentales en la región 950-1200 cm^-1 por 4 funciones lorentzianas. Estos resultados de ajuste de curvas se muestran en figura 3 para algunas de las soluciones estándar.

La relación de las intensidades de los picos ajustados asignados a la urea a 996 cm^-1 (pico 1, a1) y etanol a 1049 cm^-1 (pico 2, a2) se empleó como parámetro analítico. La dependencia de esta relación con la concentración de urea de las muestras se presenta en Figura 4. La curva de calibración trazada en esta figura muestra un buen comportamiento lineal que indica que este parámetro podría emplearse para la cuantificación de urea.

Para la determinación del contenido de urea de muestras reales que contenían tanto urea como AS, la muestra sólida se disolvió en etanol (0,04299 gr/gr de etanol) y se registraron espectros Raman en las mismas condiciones. A partir de los valores de la razón a1/a2 para esta muestra, obtenido ajustando los picos a 996 y 1049 cm^-1 (Figura 5), se determinó que la concentración de urea de la solución era de 0,03274 gr de urea/gr de etanol. Así, el contenido de urea de la muestra resultó ser del 76 % p/p. Este valor es consistente con otros valores informados para los compuestos de inclusión formados por ácido esteárico y urea (aprox. 75 %).[2,4]

Presentamos un método simple para la cuantificación de la concentración de urea en soluciones etanólicas por espectroscopia Raman. La curva de calibración presenta buena linealidad en el rango de concentración analizado (hasta 0,042 gr urea/gr etanol). La presencia de ácido esteárico en las muestras no modifica apreciablemente los espectros Raman (al menos hasta 0,042 gr/gr de etanol), por lo que este método permite la cuantificación de urea en muestras binarias sólidas que contienen tanto urea como ácido esteárico.