Potenciometria

Potenciometría

Los métodos de análisis químico que se basan en la medición del potencial de celdas electroquímicas para obtener información acerca de la composición de una muestra (generalmente una solución) reciben el nombre de técnicas potenciométricas de análisis. El equipo requerido para el análisis es muy simple:

1. Un electrodo indicador.

Es un electrodo cuyo potencial depende de las especies presentes en solución. Este electrodo responde a los cambios de concentración en la solución. Existen 2 tipos de electrodos indicadores:

a) Electrodo indicador de membrana (ó selectivos de iones): Es el más indicado para utilizar en mediciones de pH, consiste en medir el potencial que se desarrolla en la celda a través de una delgada membrana de vidrio que separa las 2 soluciones con diferente concentración del ión [H+]. La selectividad depende del material utilizado para asegurar el contacto entre la disolución y el interior del electrodo.

Existen una veintena de electrodos selectivos de iones de uso corriente, clasificados según la naturaleza de la membrana. Cada membrana esta adaptada a un ión o a un gas. Técnicamente se trata de fabricar un material iónico específico con el fin de que aparezca una diferencia de potencial entre las dos caras de la membrana cuando la actividad del ión (o la concentración) sea diferente.

b) Electrodos indicadores metálicos:

o De primer orden o especie, (Metal/ion del metal), sirven para cuantificar cationes.

o De segundo orden, (metal/sal insoluble del metal) para analizar aniones.

o Electrodo de Pt. Es el más común debido a que es relativamente inerte y cuando se emplea como electrodo su función es simplemente intercambiar electrones en un sentido u otro con las especies reactivas en la solución (electrodo REDOX).

o Electrodo de Oro. Utilizado en casos donde el Pt reacciona con la solución.

2. Un electrodo de referencia.

Es un electrodo cuyo potencial no cambia y se mantiene fijo sin importar la composición de la solución de la celda. Como ya se dijo anteriormente, el electrodo primario es el NHE (Capitulo 5, Fig. 45). Sin embargo, hay otros electrodos más fácilmente manejables e igual de confiables, los más comunes son:

- Electrodo de Ag–AgCl. El Eo de reducción del par Ag-AgCl es de 0.222 volts a 25 oC si la concentración de [Cl-] es unitaria. Pero como la concentración de [Cl-] es una solución saturada de KCl a 25 oC, no es la unidad. El potencial del electrodo es igual a +0.197 Volts con respecto al electrodo normal de hidrógeno a 25 oC (V vs. NHE).

AgCl(s) + é ↔ Ag(s) + Cl-

- Electrodo de Calomel Saturado. Basado en la reacción:

Hg2Cl2(s) + 2é ↔ 2Hg(l) + 2Cl-

Para esta reacción el Eo = + 0.268 V a una temp. De 25 oC. Si la celda esta saturada con KCl a 25 oC, la concentración de [Cl-] no es unitaria, el E = +0.242 V vs. NHE.

3. Un dispositivo para medir el potencial:

Se requiere un instrumento para medir el voltaje o potencial desarrollado por ambas medias celdas. Puede ser un multímetro o un voltímetro más específicamente.

Figura 48. Milímetro conectado en paralelo para la medición del potencial electroquímico de dos electrodos

Los tipos más importantes de análisis potenciométrico incluyen:

1. Potenciometría directa.

2. Titulaciones potenciométricas.

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