La titulación amperométrica se refiere a una clase de titulaciones en las que el punto de equivalencia se determina mediante la medición de la corriente eléctrica producida por la reacción de titulación. Es una forma de análisis cuantitativo .
Fondo
Una solución que contiene el analito, A, en presencia de algún tampón conductor. Si se aplica un potencial electrolítico a la solución a través de un electrodo de trabajo, entonces la corriente medida depende (en parte) de la concentración del analito. La medición de esta corriente se puede utilizar para determinar directamente la concentración del analito; esta es una forma de amperometría . Sin embargo, la dificultad es que la corriente medida depende de varias otras variables y no siempre es posible controlarlas todas adecuadamente. Esto limita la precisión de la amperometría directa.
Si el potencial aplicado al electrodo de trabajo es suficiente para reducir el analito, entonces la concentración de analito cerca del electrodo de trabajo disminuirá. Más analito se difundirá lentamente en el volumen de solución cercano al electrodo de trabajo, restaurando la concentración. Si el potencial aplicado al electrodo de trabajo es lo suficientemente grande (un sobrepotencial ), entonces la concentración de analito junto al electrodo de trabajo dependerá por completo de la velocidad de difusión. En tal caso, se dice que la corriente está limitada por difusión . A medida que se reduce el analito en el electrodo de trabajo, la concentración del analito en la solución completa disminuirá muy lentamente; esto depende del tamaño del electrodo de trabajo en comparación con el volumen de la solución.
¿Qué sucede si se agrega alguna otra especie que reacciona con el analito (el valorante)? (Por ejemplo, se pueden agregar iones cromato para oxidar los iones de plomo). Después de agregar una pequeña cantidad del valorante (cromato), la concentración del analito (plomo) ha disminuido debido a la reacción con el cromato. La corriente de la reducción de iones de plomo en el electrodo de trabajo disminuirá. La adición se repite y la corriente vuelve a disminuir. Una gráfica de la corriente contra el volumen de titulante agregado será una línea recta.
Después de que se haya agregado suficiente titulador para reaccionar completamente con el analito, el exceso de titulador puede reducirse en el electrodo de trabajo. Dado que se trata de una especie diferente con diferentes características de difusión (y diferente semirreacción ), la pendiente de la corriente frente al titulante añadido tendrá una pendiente diferente después del punto de equivalencia. Este cambio de pendiente marca el punto de equivalencia, de la misma manera que, por ejemplo, el cambio repentino de pH marca el punto de equivalencia en una titulación ácido-base .
El potencial del electrodo también se puede elegir de manera que se reduzca el valorante, pero no el analito. En este caso, la presencia de titulante en exceso se detecta fácilmente por el aumento de la corriente por encima de la corriente de fondo (carga).
Ventajas
La principal ventaja sobre la amperometría directa es que la magnitud de la corriente medida es de interés solo como indicador. Por lo tanto, los factores que son de importancia crítica para la amperometría cuantitativa, como el área de la superficie del electrodo de trabajo, desaparecen por completo de las valoraciones amperométricas.
La principal ventaja sobre otros tipos de titulación es la selectividad ofrecida por el potencial del electrodo, así como por la elección del titulador. Por ejemplo, los iones de plomo se reducen a un potencial de -0,60 V (en relación con el electrodo de calomelanos saturado ), mientras que los iones de zinc no; esto permite la determinación de plomo en presencia de zinc. Claramente, esta ventaja depende completamente de las otras especies presentes en la muestra.
Ver también
Referencias
- John T. Stock (1972). "Titulaciones amperométricas". Química analítica . 44 (5): 1–9. doi : 10.1021 / ac60313a036 .
- HA Laitinen y MI Kolthoff (1941). "Determinaciones voltamétricas y valoraciones amperométricas con un microelectrodo giratorio de alambre de platino". Revista de Química Física . 45 (7): 1079–1093. doi : 10.1021 / j150412a003 .