Potencial de electrodo

ACTIVIDAD PARA LA CUARENTENA POR CORONAVIRUS

ELECTROQUÍMICA

CURSO: 5° 5°

EL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PUEDEN HACERLO DE FORMA GRUPAL, 2 O 3 INTEGRANTES A TRAVÉS DE GOOGLE DRIVE. RECUERDEN QUE NO PUEDEN TENER ONTACTO FÍSICO POR LA SITUACIÓN DE PANDEMIA QUE ESTAMOS ATRAVEZANDO.

LA ENTREGA SERÁ DE FORMA DIGITAL A MI CORREO

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DE UN PHMETRO

Muchas veces en necesario conocer el pH que tiene una solución y para ello hay que tener en cuenta que:

• Para realizar medidas del pH que no necesiten ser muy precisas se utilizan unas sustancias llamadas indicadores que varían reversiblemente de color en función del pH del medio en que están disueltas. Se pueden añadir directamente a la disolución o utilizarlas en forma de tiras de papel indicador. Por ejemplo: fenolftaleína.
• Para realizar medidas rápidas y exactas se utiliza un pHmetro que mide el pH por un método potenciométrico. Para comprender por completo como funciona este dispositivo importante es necesario contar con conocimientos de electroquímica.

La determinación de pH a través de un pHmetro consiste en medir el potencial que se desarrolla a través de una fina membrana de vidrio que separa dos soluciones con diferente concentración de protones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio durante el pH.

Una celda para la medida de pH consiste en un par de electrodos, uno de calomel (mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolución de la que queremos medir el pH.

La varita de soporte del electrodo es de vidrio común y no es conductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, está formado por un vidrio polarizable (vidrio sensible de pH).

Se llena el bulbo con la solución de ácido clorhídrico 0.1M saturado con cloruro de plata. El voltaje en el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que la diferencia de potencial solo depende del pH del medio externo.

El alambre que se sumerge al interior (normalmente Ag/AgCl) permite conducir este potencial hasta un amplificador.

[pic 1]                [pic 2]

Fórmulas para medir pH

La fuerza electromotriz se basa en la siguiente ecuación, que es la denominada ecuación de Nernst:

E= E0 + s RT/nF . pH                pH = -log [H+]

E= E° - 0,0592.pH                E=E° - 0,0592/n.log Q

La pendiente de la curva “s” se le llama factor de Nernst y es una característica de la membrana de cristal. S = 2,3

Graficos de pH vs. temperatura

[pic 3]

La figura anterior muestra el efecto sobre la señal del electrodo a diversas temperaturas. El punto isotérmico de un electrodo de pH se define como el punto de intersección de diferentes líneas de temperatura, ver la figura. El punto isopotencial, o el punto cero, es entonces el punto donde la salida del electrodo es 0.0 mV. 

Para un electrodo de pH ideal, esto representaría una intersección isotérmica en el punto cero (0 mV a pH 7) para diferentes temperaturas.

Ejercicio

1. En una celda donde E°celda=0,76V, [Zn+2] = 1M; la presión parcial del H2 es 1 atm y Ecelda=0,45V. ¿Cuál es la concentración de H+?

La reacción de la celda es: Zn(s) + 2 H+(ac) 🡪 Zn+2(ac) + H2(g)

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