41 10 Instrumentación El instrumental necesario para las medidas potenciométricas comprende: un electrodo de referencia, un electrodo indicador un dispositivo de medida de potencial: potenciómetro o pHmetro para medidas de pH
42 10. Instrumentación Equipo para medidas con electrodos electrodos selectivos de membrana
43 Equipo para medir pH Potenciómetro, pHmetro Electrodo de vidrio combinado sumergido en disolución de KCl 10 Instrumentación
44 Constituyen un método rápido y cómodo para determinar la actividad de diversos cationes y aniones. La respuesta de los electrodos se relaciona con la actividad del analito, no con su concentración. Las muestras y los patrones se ajustan a igual fuerza iónica, añadiendo un exceso medido de un electrolito inerte o un tampón de ajuste de fuerza iónica total (TAFIT) y así la curva de calibrado obtenida muestra resultados basados en concentraciones
Es una técnica que requiere únicamente una comparación del potencial desarrollado en una celda que contiene el electrodo indicador sumergido en la disolución de analito, frente al potencial cuando dicho electrodo se sumerge en una o más disoluciones patrón con concentración conocida de analito.
Si la respuesta del electrodo es específica del analito, como ocurre con frecuencia, no es necesario ningún paso de separación preliminar.
Las medidas potenciométricas directas se adaptan también fácilmente a aplicaciones que precisan el registro continuo y automático de datos analíticos 11. Aplicaciones Medidas potenciométricas directas
45 En las medidas potenciométricas directas el potencial de una celda es
Para un catión Xn+ de actividad aX
Para un anión An- de actividad aA
11. Aplicaciones. Medidas potenciométricas directas
46 En el método de calibrado del electrodo, se determina K en las ecuaciones anteriores al medir Ecelda con una o más disoluciones patrón de pX ó pA conocidos.
Después mide el (Ecelda)muestra y se aplica la premisa de que K no se modifica al sustituir el patrón por la disolución del analito.
Se representa los Ecelda en el eje y, frente a pX = -log CX ó pA = – logCA, en el eje de las x, y se ajusta la recta por mínimos cuadrados.
Sustituyendo el valor de (Ecelda)muestra podremos obtener el valor de -log Canalito y a partir de él, el valor de Canalito.
El calibrado se realiza habitualmente en el momento en el que se va a determinar pX o pA en la disolución desconocida.
El método de calibrado del electrodo tiene como ventajas la sencillez, rapidez y aplicabilidad en el seguimiento continuo del pX o pA.
Sin embargo, posee como desventaja una limitada exactitud debido a las incertidumbres en los potenciales de unión.
Calibrado del electrodo. Método de patrones externos 11. Aplicaciones
47 El método de adiciones estándar, consiste en determinar el potencial del sistema de electrodos antes y después de agregar un volumen medido de un patrón a un volumen conocido de la disolución del analito.
También pueden efectuarse adiciones múltiples.
Suele añadirse desde el principio un exceso de un electrolito a la disolución del analito, con el fin de evitar desviaciones importantes de la fuerza iónica que podrían acompañar a la adición del patrón.
También es necesario suponer que el potencial de unión permanece constante durante las medidas.
Método de adiciones estandar 11. Aplicaciones
48 Una valoración potenciométrica consiste en medir el potencial de un electrodo indicador apropiado, sumergido en la disolución problema, en función del volumen de valorante añadido.
Las valoraciones potenciométricas aportan:
Datos más fiables que los obtenidos en las valoraciones que usan indicadores químicos, Son especialmente útiles para disoluciones coloreadas o turbias y para detectar la presencia de especies insospechadas.
Sin embargo, las valoraciones potenciométricas manuales tienen la desventaja de requerir más tiempo que las de indicadores.
Valoraciones potenciométricas 11. Aplicaciones
49 Su uso implica medir y registrar el potencial de celda (en milivoltios o unidades de pH, según resulte apropiado) después de cada adición del reactivo.
El valorante se agrega en grandes incrementos durante la fase inicial de la valoración, incrementos que son cada vez menores conforme se acerca el punto final.
El punto de equivalencia se obtiene al representar los valores de pH ó de Ecelda obtenidos, frente al volumen de valorante añadido (curva de valoración) y coincide con el punto de inflexión de dicha curva. Valoraciones potenciométricas 11. Aplicaciones Montaje para valoraciones potenciométricas Agitador magnético Nucleo de agitación Electrodo combinado de vidrio pH metro bureta Reactivo valorante muestra 47 Fig. 1
50 V p.e V p.e V p.e Punto de equivalencia en valoraciones potenciométricas 11. Aplicaciones Fig. 1
51 Alimentos y bebidas pH y alcalinidad (medida directa): cualquier muestra
Acidez total (valoración potenciométrica): vino, vinagre, zumo de frutas, leche Cloruro: leche, mantequilla, otros productos lácteos
Ácido ascórbico: zumo de frutas y otros alimentos
SO2 libre y total: vino, zumo de frutas 12. Aplicaciones al análisis de alimentos 2. Agua pH y alcalinidad Dureza total Cl-, NO3 –, F- Demanda química de oxígeno La potenciometría es ampliamente utilizada en análisis de alimentos
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