Voltamperometria

universidad de la amazonia

facultad de ciencias básicas

programa de química

Recopilación científica métodos voltamperometricos

Reynaldo Marles* Tierradentro & Javier Beltrán Veru

resumen

el siguiente informe es una recopilación bibliográfica de diferentes revistas y autores cientificos

en la cual se hablara de los usos en la actualidad sobre determinaciones voltamerometricas; se reunieron

diez (10) artículos científicos en diferentes idiomas exceptuando el español, esto se hizo con el fin de

obtener mayor información de los trabajos realizados como lo son la determinación de metales pesados en ríos

y aguas residuales.

abstract

The following report is a compilation of different journals literature and scientific authors in which they

spoke of the uses currently on voltamerometricas determinations; gathered ten (10) scientific articles in various

web sites except the Spanish language, this was done in order to get more information of the work such as the

determination of heavy metals in rivers and wastewater.

introducción

La voltamperometria comprende un amplio grupo de técnicas electroquímicas. Estas técnicas se pueden utilizar par el

estudio de la composición de una solución, mediante las relaciones corriente-potencial obtenidas de una celda electroquímica,

y con la respuesta corriente-tiempo a potencial controlado de un electrodo. La voltamperometria esta entre las técnicas analíticas

mas sensibles disponibles, se utiliza de manera rutinaria para la determinación de sustancias electro activas en niveles de

concentración por debajo de las partes por millón. Es posible tener tiempos de analisis de segundos. La posibilidad de determinar

simultaneamente varios analitos en un solo barrido es frecuente en las determinaciones voltamperometricas. Las tecnicas

voltamperometricas tienen la posibilidad unica de distinguir los diversos estados de oxidacion que puede afectar la reactividad

y la toxicologia de una sustancia. La teoria de la voltamperometria esta bien desarrollada y es posible estimar aceptablemente

parametros desconocidos. La investigacion de un sistema electroquimico consiste en mantener ciertas variables de la celda

electroquimica constantes, y observar como las restantes, usualmente la corriente, el potencial o la concentracion varian

con los cambios en las variables controladas. La informacion acerca de una reaccion de electrodo se obtiene con frecuencia

determinando la corriente en funcion del potencial aplicado (curvas corriente-potencial), el alejamiento del potencial de

electrodo de su valor de equilibrio (reversible o nernstiano) hasta observar un pasaje de corriente se denomina polarizacion.

Cuando el potencial de un electrodo de interes es medido contra un electrodo de referencia durante el pasaje de corriente,

una caida de potencial i¡PRs estara siempre incluida en la medida del potencial. Rs es la resistencia de la solucion entre

los dos electrodos, asi:

Eap = E + i x Rs = Erev + h + i x Rs

El termino i x Rs es la caida de potencial ohmico en la solucion, debido al transporte de la carga a traves de la misma. Este

puede ser minimizado con un diseno adecuado de la celda o mediante la utilizacion de un buen electrolito soporte. El potencial

del electrodo de trabajo es controlado respecto del electrodo de referencia, el cual se debe ubicar lo mas cerca a este posible.

Esto se logra general mente utilizando un capilar de Luggin en la celda, con el extremo cercano al electrodo de trabajo. El dispositivo

para medir la diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo y el de referencia debe tener una alta impedancia para que no circule

practicamente corriente entre ellos. Por lo tanto, realizar el experimento electroquimico adecuadamente, involucra conocer, en principio,

las propiedades y caracteristicas de los electrodos a usar, tanto del electrodo de trabajo o indicador, del electrodo de referencia y

eventualmente del tercer electrodo, conocido como contraelectrodo. Determinar el diseno de la celda electroquimica donde se colocaran

los electrodos en una determinada geometria y dependiendo del tipo de solucion que se utilizara.

Voltamperometria ciclica o de barrido lineal

La voltamperometria ciclica consiste en variar de una manera ciclica el potencial de un electrodo estacionario inmerso en una solucion en

reposo y medir la corriente resultante. Las senal de excitacion es un barrido de potencial lineal con una onda de forma triangular. Las

velocidades de barrido simetricas triangulares pueden variar desde unos cuantos milivoltios por segundo hasta cientos de volts por segundo.

Esta senal de excitacion triangular de potencial barre el potencial del electrodo de trabajo en direccion de ida y vuelta entre dos valores

designados. El triangulo regresa a la misma velocidad y permite la visualizacion de un voltamperograma completo con las formas de las ondas

anodicas (oxidacion) y catodicas (reduccion), unas sobre la otra como se muestra en la figura. La corriente en el electrodo de trabajo se

mide en condiciones de difusion controlada y de transferencia de masa.

Los parametros importantes en un voltamperograma ciclico son las magnitudes de l corriente anodica en el pico anodico ipa, de la corriente

catodica en el pico catodico ipc, el potencial del pico catodico Epc, el potencial del pico anodico Epa, y el potencial de semipico Ep/2,

que es potencial al cual la corriente es la mitad de la corriente del pico correspondiente.

cuerpo del trabajo

las determinaciones voltamperometricas se han ido implementando debido a que con estas se pueden cualificar y cuantificar elementos en sustancias

desconocidas, para ello se usa una celda electrolitica la cuan tendra la sustancia problema ya sea de residuos mineralógicos o la determinación

de algún metal en el agua, muchos investigadores en el mundo tratan de cualificar y cuantificar estas sustancias para mejorar la calidad de ellas

y saber que se tiene y con que se cuenta.

1 en la actualidad las industrias mineras en todo el mundo producen una cantidad importante de residuos con una alta cantidad de metales tóxicos

en los cuales encontramos el contenido de sulfuro de hierro que presenta un grave problema ambiental. investigadores mejicanos determinaron

mediante una serie de pruebas crearon una metodología viable para la determinación de acido de roca para ellos fueron donadas muestras de diferentes

minas ubicadas en Canadá y Méjico La oxidación del sulfuro de hierro bajo condiciones de intemperie provoca la principal problema ambiental de

la minería, la generación de drenaje de ácido de roca (ARD). hasta ahora las metodologías no permiten el estudio de los factores importantes que

influyen en la generación de ARD, produciendo en algunos casos erróneos o conclusiones inciertas. En este trabajo muestran el uso de la voltamperometría

cíclica con electrodos de cubierta de carbono, como una herramienta alternativa en el estudio de la capacidad de oxidación de sulfuros de hierro y

los residuos de minería. Esta técnica electroquímica constituye una metodología novedosa para establecer y comprender los factores que intervienen

durante la generación de ARD. Los resultados de varios estudios que incluyen muestras de sulfuro seleccionados y residuos de minería de sulfuro se

han descrito con el fin de mostrar la capacidad de esta metodología como una herramienta complementaria en la predicción de la generación de ARD.

entre las metodologías usadas realizaron un estudio electroquímico donde se uso celda electroquimica normal con tres electrodos uno de trabajo

(carbono-mineral) el cual era modificado con el mineral de estudio 50% Carbono-50% mineral que fue hierro, una barra de grafito fue utilizada

como contra-electrodo y como electrodo de referencia se utilizó un electrodo saturado de sulfatos, el electrolito soporte fue una solución

de 0.1 M NaNO3, pH = 6.5. Un potenciostato PAR 273 conectado a una PC fue utilizado para obtener las respuestas voltamperométricas. En donde se evaluó

el comportamiento de estas sustancias minerales dando como resultados que los minerales obtenidos en Méjico tenian una menor cantidad de piritita pero

una mayor conductividad con respecto a los minerales obtenidos por los canadiences. la voltamperometria es tan usada que 2 investigadores costarricenses

desarrollaron un método analítico sensible para la determinación de estaño en muestras de agua destilada, agua desionizada, agua de grifo, agua de río

y agua de mar, por voltamperometría de redisolución catódica con diferencial de pulsos y preconcentración adsortiva, la cual es la voltamperometria en

la que una serie de pulsos de corriente son soltados en la muestra y a partir de eso se van haciendo barridos de deteccion y cuantificacion de la sustancia

que en ese caso era estaño.el ácido oxálico como ligando y azul de metileno como agente catalítico, bajo condiciones óptimas: un barrido catódico que va

desde 300 a – 00 mV, y un potencial de preconcentración de 350 mV, dando un tiempo de

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