Métodos electroanalíticos

Los métodos electroanalíticos son una clase de técnicas en química analítica que estudian un analito midiendo el potencial ( voltios ) y / o la corriente ( amperios ) en una celda electroquímica que contiene el analito. ^{[1] [2] [3] [4]} Estos métodos se pueden dividir en varias categorías dependiendo de qué aspectos de la celda se controlan y cuáles se miden. Las tres categorías principales son potenciometría (se mide la diferencia en los potenciales de los electrodos), coulometría (la corriente de la celda se mide a lo largo del tiempo) yvoltamperometría (la corriente de la celda se mide mientras se altera activamente el potencial de la celda).

Potenciometría

La potenciometría mide pasivamente el potencial de una solución entre dos electrodos, afectando muy poco a la solución en el proceso. Un electrodo se llama electrodo de referencia y tiene un potencial constante, mientras que el otro es un electrodo indicador cuyo potencial cambia con la composición de la muestra. Por tanto, la diferencia de potencial entre los dos electrodos da una valoración de la composición de la muestra. De hecho, dado que la medición potenciométrica es una medición no destructiva, asumiendo que el electrodo está en equilibrio con la solución, estamos midiendo el potencial de la solución. La potenciometría generalmente usa electrodos indicadores que se hacen selectivamente sensibles al ión de interés, como el fluoruro enelectrodos selectivos de fluoruro , por lo que el potencial depende únicamente de la actividad de este ion de interés. El tiempo que tarda el electrodo en establecer el equilibrio con la solución afectará la sensibilidad o precisión de la medición. En ambientes acuáticos, el platino se usa a menudo debido a su alta cinética de transferencia de electrones , ^[5] aunque se puede usar un electrodo hecho de varios metales para mejorar la cinética de transferencia de electrones. ^[6] El electrodo potenciométrico más común es, con mucho, el electrodo de membrana de vidrio que se usa en un medidor de pH .

Una variante de la potenciometría es la cronopotenciometría que consiste en utilizar una corriente constante y medir el potencial en función del tiempo. Ha sido iniciado por Weber. ^[7]

Coulometría

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La coulometría utiliza corriente o potencial aplicados para convertir completamente un analito de un estado de oxidación a otro. En estos experimentos, la corriente total que pasa se mide directa o indirectamente para determinar el número de electrones que pasan. Conocer el número de electrones que pasan puede indicar la concentración del analito o, cuando se conoce la concentración, el número de electrones transferidos en la reacción redox. Las formas comunes de coulometría incluyen electrólisis en masa , también conocida como coulometría potenciostática o coulometría de potencial controlado , así como una variedad de valoraciones coulométricas.

Voltamperometría

Artículo principal: Voltamperometría

La voltamperometría aplica un potencial constante y / o variable en la superficie de un electrodo y mide la corriente resultante con un sistema de tres electrodos. Este método puede revelar el potencial de reducción de un analito y su reactividad electroquímica . Este método en términos prácticos no es destructivo ya que solo se consume una cantidad muy pequeña del analito en la superficie bidimensional de los electrodos de trabajo y auxiliares . En la práctica, las soluciones de analito generalmente se desechan ya que es difícil separar el analito del electrolito a granel.y el experimento requiere una pequeña cantidad de analito. Un experimento normal puede involucrar 1 a 10 ml de solución con una concentración de analito entre 1 y 10 mmol / L. Se emplean electrodos químicamente modificados para el análisis de muestras orgánicas e inorgánicas.

Polarografía

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La polarografía es una subclase de voltamperometría que utiliza un electrodo de caída de mercurio como electrodo de trabajo .

Amperometría

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Amperometría es el término que indica el conjunto de técnicas electroquímicas en las que se mide una corriente en función de una variable independiente que es, típicamente, el tiempo o el potencial del electrodo. La cronoamperometría es la técnica en la que se mide la corriente, a un potencial fijo, en diferentes momentos desde el inicio de la polarización. La cronoamperometría se lleva a cabo típicamente en solución sin agitar y en electrodo fijo, es decir, en condiciones experimentales evitando la convección como transferencia de masa al electrodo. Por otro lado, la voltamperometría es una subclase de amperometría, en la que la corriente se mide variando el potencial aplicado al electrodo. Según la forma de onda que describe la forma en que se varía el potencial en función del tiempo, se definen las diferentes técnicas voltamperométricas.Recientemente surgió la confusión sobre el uso correcto de muchos términos propios de electroquímica / electroanálisis, a menudo debido a la difusión de técnicas electroanalíticas en campos donde constituyen un instrumento a utilizar, no siendo el "negocio central" del estudio.^{[ cita requerida ]} Aunque electroquímicos ^{[ ¿quién? ]} están complacidos con esto, invitan a usar los términos correctamente, a fin de evitar malentendidos fatales.

Referencias

1. Skoog, Douglas A .; Donald M. West; F. James Holler (25 de agosto de 1995). Fundamentos de Química Analítica (7ª ed.). Editores de Harcourt Brace College. ISBN 978-0-03-005938-4.
2. Kissinger, Peter; William R. Heineman (23 de enero de 1996). Técnicas de laboratorio en química electroanalítica, segunda edición, revisada y ampliada (2 ed.). CRC. ISBN 978-0-8247-9445-3.
3. Bard, Allen J .; Larry R. Faulkner (18 de diciembre de 2000). Métodos electroquímicos: fundamentos y aplicaciones (2 ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.
4. Zoski, Cynthia G. (7 de febrero de 2007). Manual de electroquímica . Ciencia de Elsevier. ISBN 978-0-444-51958-0.
5. Grundl, Tim (1 de febrero de 1994). "Una revisión de la comprensión actual de la capacidad redox en sistemas naturales de desequilibrio". Chemosphere . 28 (3): 613–626. Código Bibliográfico : 1994Chmsp..28..613G . doi : 10.1016 / 0045-6535 (94) 90303-4 .
6. Noyhouzer, T .; Valdinger, I .; Mandler, D. (3 de septiembre de 2013). "Potenciometría mejorada por nanopartículas metálicas". Química analítica . 85 (17): 8347–8353. doi : 10.1021 / ac401744w . ISSN 0003-2700 . PMID 23947748 .  
7. HF Weber, Wied. Ann., 7, 536, 1879

Bibliografía

• Wang, Joseph C. (2000). Electroquímica analítica . Chichester: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-28272-3.
• Hubert H. Girault (2004). Electroquímica analítica y física . [Lausana: EPFL. ISBN 978-0-8247-5357-3.
• Editado por Kenneth I. Ozomwna (2007). Avances recientes en electroquímica analítica 2007 . Red de investigación Transworld. ISBN 978-81-7895-274-1.
• Dahmen, EAMF (1986). Electroanálisis: teoría y aplicaciones en medios acuosos y no acuosos y en control químico automatizado . Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-42534-8.
• Bond, A. Curtis (1980). Métodos polarográficos modernos en química analítica . Nueva York: M. Dekker. ISBN 978-0-8247-6849-2.