“UNIVERSIDADPERUANA LOS ANDES” ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA MONOGRAFÍA METODOS ELECTROQUIMICOS CATEDRÁTICA: Q.F. ACHISHKA FERNANDEZ PALOMINO CÁTEDRA: QUIMICA ANALITICA INSTRUMENTAL I INTEGRANTES: BRICEÑO MALLMA MARIELA ORÉ MEZA EVELIN RAMOS EVARISTO SANDRA VILLAVERDE UNTIVEROS MERLY …. CARRERA: FARMACIA Y BIOQUÍMICA HUANCAYO - 2015 DEDICATORIA ADios por saberme guiar correctamente en la difícil tarea de educarnos. A nuestros padres por darnos la oportunidad de estudiar y apoyarnos moral,económica e incondicionalmente. INTRODUCCION Actualmente existen áreasde gran importancia como es salud, medio ambiente y la alimentación, permitiendo el bienestar de la nación; lamentablemente gracias a la mano del hombre y sus malas acciones estas vienen siendo destruidas, alteradas causando gran daño en las futuras generaciones. La presente monografía titulada “métodos electroquímicos” nos da a conocer definiciones sobre los diversos métodos que son de gran ayuda en la detección de algunos agentes patógenos, partículas dañinas, así como la presencia de iones contaminantes en aguas los cuales nos causan daño e impiden mejorar la calidad de vida. El desarrollo de DETECTORES electroquímicos de bajo costo, así como el desarrollo de metodologías electro analíticas que permitan estandarizar métodos electro analíticos para la cuantificación de sustancias de interés en análisis clínico, y en la industria alimentaria abaratarían el costo de los mismos, lo cual permitiría en su aplicación en gran escala a nuestra población y llevar en tiempo real un control de calidad de una variedad de alimentos y la detección oportuna por ejemplo de patógenos que atentan contra la salud de la nación. CAPITULO I GENERALIDADES ELECTROQUIMICA Es la parte de la química que se encarga del estudio de las reacciones cualitativas y cuantitativas existentes entre la energía eléctrica y las reacciones químicas ya que esta reacción implica que en las reacciones debe haber una trasferencia de electrones necesaria mente hablamos de reacciones tipo redox. la electroquímica tiene como objetivo desde el punto de vista teórico los cambios químicos que produce la corriente eléctrica o la generación de electricidad mediante las reacciones químicas de diversas sustancias a si mismo logra también establecer técnicas de instrumentos que resulten esenciales a otras ramas de la química entre ellas la química analítica, electroquímica y electro analítica. OXIDO – REDUCCION: Se considera como reacciones de transferencia de electrones. Las reacciones oxido – reducción forman una parte importante del → 2 O2Como los electrones ni se crean ni se destruyen en las reacciones químicas.Es el proceso en el cual una especie química pierde electrones y su número de oxidación aumenta.-acepta electrones y hace que se oxide AGENTE REDUCTOR. REDUCCIÓN. .. asimismo. cada átomo de aluminio pierde tres electrones para formar un ión Al3+ Al → Al3+ + 3 eY cada molécula de O2 gana cuatro electrones para formar dos iones O2O2 + 4 e..Es el proceso en el cual una especie química gana electrones y su número de oxidación disminuye. la oxidación y la reducción son inseparables. AGENTE OXIDANTE. 4 Al + 3 O2 → 2 Al2O3 En el transcurso de esta reacción.-es aquel que dona electrones y hace que se reduzca Ejemplo: El aluminio reacciona con el oxígeno para formar óxido de aluminio.mundo que nos rodea. OXIDACIÓN. Abarcan desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores domésticos. la mayoría de los elementos metálicos y no metálicos se obtienen a partir de sus minerales por proceso de oxidación y reducción. TIPOS DE REACCIONES REDOX: 1. S(s) + O(g)------SO2(g) b. Ejemplo: 2HgO(s) ---2Hg(l) + O2(g) 3.. 2Al(s) + 3Br(l)-----2ALBr3(s) 2..aluminio en reacción con el bromo para formar bromuro de aluminio. concretamente es la ruptura de un compuesto en dos o mas componentes.REACCIONES DE COMBUSTION.REACCIONES DE COMBINACION. Ejemplo: a.REACCIONES DE DESCOMPOSICION.Son lo opuesto de las reacciones de combinación. se reduce (su número de oxidación pasa de 0 a -2) ganando dos electrones.Es una reacción en la cual lasustancia reacciona con el oxígeno.El aluminio cede electrones y el oxígeno los gana.... se oxida (su número de oxidación pasa de 0 a +3) cediendo tres electrones..azufre quemándose en aire para formar dióxido de azufre.. mientras que el oxígeno actúa como agente oxidante. Ejemplo: . por lo general con la liberación de calor y luz para producir una flama.Es una reacción en la que dos o mas sustancias se combinan para formar un solo producto. El aluminio actúa como agente reductor.. -CELDAS ELECTROQUIMICAS Es un dispositivo experimental para generar electricidad mediante una reacción redox espontanea. desplazara al hidrogeno del agua fría. Sr.las cuales pueden distinguirse en dos tipos. 2Na(s) + 2H2O(l) --2NaOH(ac) + H2(g) Muchos metales. Ba). C3H8(g) + 5 O2(g) ---3CO2(g) + 4H2O(l) 4. Para este propósito esta reacción se lleva a cabo en una celda electroquímica . son capaces de desplazar al hidrogeno de los acidos. TIPOS DE CELDAS ELECTROQUIMICAS .-En esta reacción un ion de un compuesto se reemplaza por un ion de otro elemento: la mayoría de las reacciones de desplazamiento pueden ser: desplazamiento de hidrogeno.REACCIONES DE DESPLAZAMIENTO. que no reaccionan con el agua. Estas celdas electroquímicas nos sirven para medir el incremento de intercambio de electrones entre especies químicas .1. Ejemplo: Todos los metales alcalinos y algunos metales alcalinos-terreos(Ca.si quisiéramos medir o utilizar esos electrones que se intercambian o monitorear como cambia la concentración de especies reaccionantes. Ejemplo: el zinc y el acido clorhídrico Zn(s) + 2HCl(ac) --ZnCl2(ac) + H2(g) I.La combustión del propano.. 1. 1 M (solución anódica) y una lámina de cobre metálico. Cu (electrodo catódico).Es una celda electroquímica que obtiene la energíaeléctrica a partir de reacciones redoxespontáneos que tiene tienen lugar dentro de la misma por lo general consta de dos metales diferentes conectados por un puente salino o semicelda individuales separados por una membrana Porque a partir de una reacción química espontanea de oxidación – reducción se produce una corriente eléctrica La pila galvánica. ZnSO 4. consta de una lámina de zinc metálico. 1 M (solución catódica). sumergida en una disolución de sulfato de zinc. CuSO 4.. . sumergido en una disolución de sulfato de cobre. CELDAS GALVANICAS. Zn (electrodo anódico). pero en recipientes separados por un puente salino. se le llama electrodo inerte o pasivo.se denomina celda electrolítica al dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos En este caso por acción de una corriente eléctrica externa (es decir aplicando energía) se produce una reacción que de otra manera no produciría una reacción espontanea . e-. Si el electrodo no participan de la reacción redox (ni se oxida ni se reduce). CELDAS ELECTROLITICAS.Cuando participa de la reacción redox. con la transferencia de electrones. Los electrodos son la superficie de contacto entre el conductor metálico y la solución de semicelda (anódica o catódica). se denomina electrodo activo. Las láminas de zinc y cobre son electrodos.El funcionamiento de la celda se basa en el principio de que la oxidación de Zn a Zn2+ y la reducción de Cu2+ a Cu se pueden llevar a cabo simultáneamente. como es este caso.. a través de un alambre conductor metálico externo. 1.2 COMPONENTES DE UNA CELDA ELECTROQUIMICAS . que interfiera en las reaccione que se desean estudiar .aun en estos caso es necesaria la presencia de los electrolitos para que la conducción de la solución sea adecuada .se denomina al electrón donde sucede la reacción de reducción ANODO.En todas ellas es posible encontrar una celda electroquímica con un numero variable de electrodos (igual omayor que dos).el anualito que podrá ser oxidado o reducido en el sistema .en otros casos el analitopodrá Estar directamente sobre uno de los electrodos .para este propósito se emplean electrolitos fuertes es decir que se disocien completamente en solución .-se denomina el electrodo donde ocurre la reacción de oxidación PUENTE SALINO.-generalmente construido en un soporte típico de gel (agar) contiene una solución de electrolito fuerte (nitrato o cloruro de potasio) y se incorpora a la celda para asegurar el equilibrio iónico en el sistema SOLUCION ELECTROLITO.el electrolito puede contener normalmente en muy baja concentración ..En la cual se reconoce también los siguientes componentes CATODO.-para garantizar la conducción iónica en el sistema es necesario el empleo de solución que contengan iones disueltos lo que equivale a contar con cargas negativas y positivas en la solución . donde se realiza la determinación. tanto a células electrolíticas.) Electrodos: El electrodo en el que se llevan a cabo oxidaciones recibe el nombre de ánodo. Fuente de corriente continúa Diferentes aparatos de medida (mili-voltímetros. Ejemplo: . y en el que se efectúan reducciones se denomina cátodo. Estas definiciones de cátodo y ánodo son aplicables. las reacciones electro químicas se producen siempre asociadas con el fenómeno de la electrolisis Para llevar a cabo una electrolisis es necesario lo siguiente: Célula electrolítica: o recipiente en el que se realiza el proceso. micro-amperímetros.Por otra parte. etc. como a pilas galvánicas. al menos.II .. dos sistemas redox.REACCIONES ELECTROQUIMICAS En los métodos electroquímicos intervienen reacciones electroquímicas es decir reacciones en las cuales hay un intercambio de electrones entre el conductor iónico (solución) y un conductor eléctrico (electrodo) este intercambio tiene lugar a nivel de la interface electrodo solución Una reacción química de oxidación: Reducción es la que se produce con intercambio de electrones entre oxidantes y reductores: Ox1 + b Red2 = a Red1 + b Ox2En una reacción redox siempre están implicados. a través de la expresión: donde E1 y E2 son los potenciales normales. y la constante de equilibrio está relacionada con los potenciales normales de los sistema implicados. y n el . Ello hace que. Esta se produce por simple mezcla de los reactivos y generalmente en un tiempo muy corto (muchas veces. en el contexto presente. está en el hecho de que se puedehacer que la transferencia de electrones del reductor al . instantáneamente). puede deducir se El sentido de la reacción.Una reacción electro química es una reacción redox en la que el intercambio de electrones tiene lugar en un electrodo. Ejemplo: La importancia de una reacción redox. por ser un proceso heterogéneo que se lleva acabo en la interface electrodo.número de moles de electrones intercambiados. Cuando se conoce el valor de la constante de equilibrio. el otro electrodo (cátodo) cede un número igual de electrones aotra especie OX (reducción). permitiendo utilizar directamente el vasto conjunto detécnicas electrónicas de medición y control. Esto constituye un circuito eléctrico completo. Esta capacidad de controlar el alcance y la dirección de una reacción por medioseléctricos. Esta es precisamente la magnitud que se puede controlar fácilmentecon la moderna electrónica de circuitos integrados. En uno de los electrodos (ánodo) la especie REDtransfiere uno o más de sus electrones al electrodo metálico (oxidación) mientras que. Así se explica la facilidad con que la química electroanalíticaha evolucionado para llegar a constituir un grupo altamente sofisticado de técnicas instrumentales. Así el circuito eléctrico se completa entoncesmediante los iones que se mueven a través de la solución y la barrera existente entre los dos electrodos. . Simultáneamente. para mantener unequilibrio eléctrico total. tenga lugar en un par de electrodosconectados mediante un conjunto externo de circuitos. La electroquímica analítica se ocupa de las pequeñas corrientes a bajos voltajes (de algunosmiliamperes y quizá hasta 2 voltios). y el alcance del proceso redoxpuede ser comprobado o controlado por medio de operaciones electrónicas realizadas sobre la parteexterna del circuito. constituye la importante característica que hace única la electroquímica. Para este fin se requiere generalmente una separación física entreambos electrodos (una membrana o una barrera porosa). un número igual de electrones deberá abandonar dicho electrodo y pasar a travésdel alambrado externo.oxidante. Con el fin de lograr el control de la reacción es necesario impedir que el oxidante y el reductor sepongan en contacto directo mutuo. Es conveniente hablar de medias reacciones anódicas y catódicas. como ya se describió. los electrodos que actúan como ánodo y los que actúan comocátodos. Por el contrario. de manera que el ánodo y el cátodo se intercambien periódicamente. En la práctica. ladirección de la reacción y. cuando sólopermite o impide el flujo de los electrones. los electrones sepueden forzar a que se muevan ya sea en la dirección espontánea o en la opuesta (celda electrolítica ovoltaica). dependen de la naturaleza del instrumento externo.1 MODO DE TRASPORTE DE LOS IONES . Si el instrumento es pasivo.El ánodo es el electrodo donde ocurre la oxidación y el electrodo donde ocurre la reducción es elcátodo. III. por tanto. la celda presentará un ánodo y un cátodo espontáneos (celdagalvánica).CONDUCCIÓN EN UNA CELDA La carga es transportada por 3 mecanismos: Los electrones llevan la carga entre los electrodos así como el conductor externo. e incluso es posible hacer que se muevan rápida en direcciones alternas.. mientras que en términos deltransporte de carga definimos las correspondientes corrientes anódicas y catódicas. en este caso. La conducción iónica de la solución va de forma paralela con la conducción electrónica en los electrodos mediante la reacción de reducción en el cátodo y la reacción de oxidación en el ánodo 3. en muchos experimentos electroanalíticos. se utiliza unainstrumentación activa con el fin de controlar el flujo de los electrones.Los aniones y cationes son los portadores de la carga. afluencia de otros iones .hay disminución de la especie en la proximidad del electrodo y para favorecer la homogeneidad de la solución.la solución es homogénea excepto en las cercanías del electrodo donde pueden distinguirse dos capas la primera está formada por la acumulación de cargas opuestas a la carga del electrodo la segunda capa de difusión resulta de la disminución de la especie alrededor del electrodo por transformación electroquímica el conjunto de estas dos capas se conoce como la capa de HELMHONLTZ ELECTROMIGRACION Fenómeno que se realiza con laelectro atracción de los iones de cargas opuestas a la carga del electrodo según la ley de COLUMB los cationes se dirigen a los cátodos los aniones hacia los ánodos LADIFUSION Fenómeno ligado a la trasformación de la especie electro activaal nivel del electrodo .El análisis de trasporte de una partícula en solución que se somete a la electrolisis indica que existen tres posibilidades de transporte de partículas en solución y por tanto de corriente LACONVECCION Fenómeno mecánico que se relaciona con la agitación de la solución . CAPÌTULO II METODOS ELECTROQUIMICOS Son un conjunto de técnicas. . y se diseñan bajo el enfoque analítico para conocer las concentraciones de sustancias de interés (analito) en una determinada muestra. métodos o procesos que parten del fundamento electroquímico. 1. MÉTODOS POTENCIOMÉTRICOS La potenciometría es una de las tantas técnicas abarcadas por la electroanalítica.1.2. CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ELECTRO ANALÍTICOS Según las propiedades electro químicas medidas se distinguen: 2. Los métodos de rasgos electroanalíticos son procesos instrumentales empleados para distintos análisis. La potenciometría no es más que la medición de la diferencia de potencial de una celda electroquímica. Emplean todas las propiedades electroquímicas con las que cuenta una determinada solución para precisar debidamente la concentración que ésta posee de un analito. .1. y que sus propiedades varíen poco con la temperatura. . Como lo que se mide es una diferencia de potencial entre dos electrodos es deseable que el potencial de uno de los electrodos sea conocido.los electrodos de referencia más comúnmente utilizados en la práctica son el electrodo de calomel y el de plata/cloruro de plata. opacas.1. coloreadas. el punto final coincide directamente con el punto de equivalencia. un electrodo indicador y un dispositivo para medir esa diferencia de potencial.1. A este tipo de electrodos se les conoce como electrodos de referencia y el electrodo de referencia debe retornar a su potencial original después de haber estado sometido a corrientes pequeñas. constante en el tiempo e independiente de la composición de la solución que se estudia.El potenciómetro se conforma por un electrodo de referencia. TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA La titulación potenciométrica se realiza cuando no es posible la detección del punto final de una valoración empleando un indicador visual.1. 2. florecentes. Las principales ventajas del método potenciométrico son su aplicabilidad a soluciones turbias. cuando sean inaplicables o no se puedan obtener indicadores visuales adecuados. Se considera uno de los métodos más exactos. El electrodo de referencia estándar es el de hidrógeno. porque el potencial sigue el cambio real de la actividad y. NaOH (aq) → Na+ (aq) + OH. es decir. .(aq) + H+ (aq) Base es toda sustancia que en disolución acuosa se disocia dando iones OH-. Es decir. 1903): Ácido es toda sustancia que en disolución acuosa se disocia dando iones H+. iones H+.(aq) Esta definición fue generalizada por Brönsted y Lowry en 1923. siendo un ácido toda especie química que tiene tendencia a donar iones H+ y una base la que tiene tendencia a aceptar iones H+.El método de titulación potenciométrica ácido – base se fundamenta en que los iones hidrógenos presentes en una muestra como resultado de la disociación o hidrólisis de solutos. son neutralizados mediante titulación con un álcali estándar. En ellas se transfieren protones. Reacciones ácido-base Una reacción ácido-base es una reacción de doble desplazamiento que se produce entre un ácido y una base. . según Arrhenius (premio Nobel de Química. Un ácido y una base pueden definirse. A esta reacción se le denomina reacción de neutralización. HCl (aq) → Cl. Cuando un ácido y una base reaccionan en disolución acuosa en las proporciones estequiométricas. pierden sus propiedades. los ácidos ceden protones y las bases los aceptan. por tanto. Para hallar la concentración del analito se construye una curva de titulación graficando los valores de pH observados contra el volumen acumulativo (ml) de la solución titulante empleada. El 7 corresponde al pH neutro. en disolución acuosa. Están disociados y en la disolución existen sus iones. La curva obtenida debe mostrar uno o más puntos de inflexión (punto de inflexión es aquel en el cual la pendiente de la curva cambia de signo). Los iones H+ y OH. Si la disolución tiene un pH inferior a 7 es ácida y si es superior a 7 es básica. La titulación de un ácido fuerte con una base fuerte se caracteriza por tres etapas importantes: . El proceso consiste en la medición y registro del potencial de la celda (en milivoltios o pH) después de la adición del reactivo (álcali estándar) utilizando un potenciómetro o medidor de pH. NaOH. Na+ y OH-. Cl-. en las reacciones de neutralización. que es el que tiene el agua pura.Considera el ácido clorhídrico. H+. y el hidróxido de sodio. se obtiene una sal y agua: Ácido + Hidróxido → Sal + Agua Para medir la acidez de una disolución acuosa se utiliza una escala logarítmica llamada escala de pH. la ecuación química que representa el proceso es: HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O En general. HCl.forman agua y. la solución sólo contiene iones hidronios y existe relación entre su concentración y su constante de disociación. existe base en exceso. ♦ En el punto de equivalencia la solución sólo contiene la forma conjugada del ácido. después del punto de equivalencia. desinfección. en el punto de equivalencia. ♦ Los iones hidróxidos están en exceso.♦ Los iones hidronios están en mayor cantidad que los iones hidróxidos antes del punto de equivalencia. Tiene mucha importancia porque influye en la mayoría de los procesos industriales y ambientales. son los procesos de coagulación química. una sal. El pH es un término universal que expresa la intensidad de las condiciones ácidas o alcalinas de una solución. ♦ Después de agregar varias cantidades de base. se producen una serie de amortiguadores. La titulación de un ácido débil con una base fuerte se caracteriza por varias etapas importantes: ♦ Al principio. ♦ Después del punto de equivalencia. donde existe relación entre la concentración de la base conjugada y la concentración del ácido débil. Los procesos de tratamiento en los que el pH debe ser considerado. es decir. ♦ Los iones hidronios e hidróxidos están presentes en concentraciones iguales. ablandamiento de agua y control de la . El electrodo de vidrio está sujeto a menos interferencia y es usado en combinación con un electrodo de referencia o comparación (electrodo de Calomel).1 unidades de pH. la oxidación de ciertas sustancias como cianuros. PH = -log H+ El potenciómetro o medidor de pH es un equipo electrónico que contiene un electrodo de vidrio y lecturas de 0. . |-------------------|------------------| 0 Acido 7 Neutro 14 Alcalino Las condiciones ácidas se incrementan conforme los valores de pH decrecen. secado de lodos. La escala de pH se representa de 0 a 14 en la que pH = 7 representa la neutralidad absoluta.corrosión. Para calibrar el equipo se realiza con soluciones amortiguadoras (bufer) y siguiendo las instrucciones del fabricante. y las condiciones alcalinas se incrementan conforme el pH se incrementa. POTENCIOMETRÍA DIRECTA .1.MECANISMO DEL MÉTODO: Determinar la concentración de soluciones acuosas. instrumento utilizado para hacer este tipo de análisis. Utiliza un electrodo indicador y uno de referencia. 2. Reportar los cambios significativos de potenciales. Permite realizar cálculos mediante los resultados arrojados por el pHmetro.1.2. . que no indica la totalidad de iones presentes en la solución. actualmente se emplea para determinar la presencia de los iones que interesan haciendo uso de electrodos selectivos de iones.Utilizado para hallar la concentración de moléculas libres en una determinada solución.Es una tecnicaelectroanalitica basada en la diferencia de potenciales .Se determina la actividad del ion en estudio en un determinado momento. MECANISMO DEL MÉTODO: determinar el ph de las soluciones acuosas. La técnica funciona muy bien cuando se va a determinar un metal bastante noble como la plata o el cobre. se pesa antes ydespués de la electrolisis. En la práctica. el electrodo sobre elque se deposita la especie electro activa.3.1. elpotencial de la celda ya no es simplemente la diferenciaentre los potenciales de los electrodos: el cátodo y elánodo (o potencial termodinámico). las mediciones potencio métricas directas son muy útiles para determinar la actividad de una especie en una mezcla que está en equilibrio. ELECTROGRAVIMETRÍA Este es un método de análisis cuantitativo. Cuando pasa corriente en una celda electroquímica. *La instrumentación para aplicar dicho método es considerada barata. la cual sedeposita cuantitativamente en los electrodos de la celdaelectrolítica. 2. *La sensibilidad del método se encuentra a la hora de efectuar la pesada final. en muestras que tengan otros componentes que presenten dificultad para reducirse. la diferencia de masaproducida por el material depositado conduce al resultadofinal. Esta electrolisis se realiza usando electrodosde gran superficie en soluciones bien agitadas hasta unaposición completa. se basa en elfenómeno de la electrolisis y consiste en electrolizar unasolución de la muestra que se va a analizar. .1. *Al conectarse al circuito eléctrico es revestido por una capa del metal en estudio. VOLTAMPEROMETRÍA Este método se basa en la medida de la corriente en función del potencial aplicado a un electrodo pequeño sumergido en una disolución que contiene .1. *Se efectúa una segunda pesada del electrodo.1. *Básicamente se trata de una electrólisis potencio métrica. y se conoce la masa del analito por el diferencial de masa del electrodo.4. 2.MECANISMO DEL MÉTODO: *Consiste en determinar la masa inicial de un cátodo (Comúnmente de platino). que limitaban su viabilidad para el uso diario en la química analítica. El electrodo de trabajo. . Las primeras técnicas de voltamperometría tuvieron muchos problemas. Para llevar a cabo este método se requieren al menos dos electrodos. MECANISMO DEL MÉTODO: Se busca controlar el potencial en voltios de un electrodo en contacto con el analito. mientras que se mide la corriente resultante en amperios.una especie electro activa en condiciones de polarización. mientras que en otros métodos casi todo el analítico se convierte en producto La voltamperometría de redisolución catódica es un método de análisis cuantitativo específico para el análisis de trazas de aniones. El consumo de analítico es mínimo. y un segundo electrodo con potencial conocido actúa como la otra semicelda. que hace contacto con el analito. potenciales de ionización. fenómenos de adsorción en el electrodo.1. Puede analizar trazas de elementos metálicos en el orden de 1 a 0. reversibilidad e irreversibilidad de procesos.1. Se emplea en problemas Físico-Químicos. cinética de reacciones electródicas.2. POLAROGRAFÍA La Polarografía es una técnica de análisis electroquímico que permite estudiar fenómenos físico-químicos. como en especificación de concentración. entre otros. se ha diseñado y construido como herramienta didáctica y de investigación en temas específicos de la Físico-Química y la instrumentación analítica en la Licenciatura en Física de la Universidad Distrital La polarografía es un caso especial de voltametría en el que el microelectrodo es el electrodo de gota de mercurio. . Es una técnica que en complemento con otras técnicas de análisis es una herramienta valiosa. cinética de las reacciones químicas. cálculo del coeficiente de transferencia electródica. naturaleza de iones complejos. Esta técnica de análisis. como electrólisis. análisis químico elemental.1 ppm. Este método de analisis químico fue inventado por el checoslovaco Heyrovsky. Los métodos polarográficos modificados brindan mayor sensibilidad. con gran exactitud en mediciones de discriminación de elementos químicos.5. reconocimiento decomponentes químicos de sustancias acuosas. MECANISMO DEL MÉTODO: Es una forma de electrólisis en la que el electrodo de trabajo es un micro electro especial (un electrodo de mercurio EGM).1.1. El método consiste en registrar una curva de corriente-voltaje. de esta manera el EGM es normalmente un cátodo. En la práctica se estudian más las reducciones que las oxidaciones.2 MÉTODOSCONDUCTOMÉTRICOS 2.1. 2. (Un voltamograma).2. CONDUCTOMÉTRICA DIRECTA . en los cuales no existe cantidad excesiva de reactivos presentes. que se utiliza para medir la molaridad de una disolución. pero el uso está limitado a sistemas relativamente simples. pero debe ser utilizada con cautela. • Las medidas conductimétricas también pueden ser utilizadas para determinar el punto final de muchas titulaciones.La medición directa de la conductividad es potencialmente un procedimiento muy sensible para la medición de concentraciones iónicas. o salina. MECANISMO DEL MÉTODO: • Es un método analítico basado en la conducción eléctrica de los iones en solución. de gran movilidad entre dos puntos de diferente potencial. . determinada por su carga iónica. pues cualquier especie con carga eléctrica presente en una solución contribuirá para la conductancia total. . Mayor eficiencia que con reactivos químicos oxidantes o reductores convencionales Los métodos electroquímicos son particularmente "verdes" (el reactivos es/son el/los electrón/es y el electrón es un reactivo no contaminante) APLICACIÓN: .CAPITULO III VENTAJAS DE LOS MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS Y CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA ELECTROQUÍMICA VENTAJAS: Empleo de equipos simples y poco costosos (el precio de la electricidad aumenta menos rápidamente que el de las drogas químicas). evitándose operaciones de extracción lo que disminuye el costo de fabricación. Simplicidad de trabajo: no se forman sub-productos que luego deban ser eliminados al aislar y purificar la droga deseada. Los métodos electroquímicos son rápidos. de fácil control automático y resultan en buenos rendimientos. requieren métodos bio . y los equipos que se emplean para desarrollarlas son económicos si se les compara con los que se utilizan en otras técnicas analíticas.analíticos avanzados basados en el reconocimiento molecular entre un receptor específico y el analito. En la actualidad se requiere cada vez más de técnicas analíticas y dispositivos que permitan la detección de diferentes sustancias que afectan la salud de las personas y la calidad de los alimentos y aguas que consume la población humana. Los avances en electrónica y nanotecnología han permitido la aparición de una instrumentación cada vez más sofisticada. INDUSTRIA ALIMENTICIA Y MEDIO AMBIENTE La Electroquímica como ciencia que se encarga de estudiar la transformación de la energía eléctrica en energía química y viceversa. sensibles y selectivas podrían ser utilizadas para tal fin. potenciando extraordinariamente la investigación electroquímica experimental. Las técnicas electroquímicas. está siendo ampliamente utilizada en la actualidad debido al desarrollo tecnológico que vivimos. Por ejemplo.IMPORTANCIA DE LA ELECTROQUÍMICA EN EL CAMPO DE CIENCIAS DE LA SALUD. La detección de estas sustancias que atentan contra la calidad de vida del ser humano es un problema analítico de la máxima importancia en la actualidad originado por un problema de salud pública. . la detección de patógenos en la industria agroalimentaria y en el medioambiente a los bajos niveles exigidos y con tiempos de análisis mínimos con el fin de aplicar las medidas correctoras/sancionadoras pertinentes. El siguiente cuadro nos muestra el uso desensores electroquímicos para detectar contaminantes en el agua. alimentos y muestras de interés ambiental. .Los dispositivos analíticos que se requieren deben ser capaces de detectar y en algunos casos de cuantificar patógenos a niveles trazas presentes en fluidos biológicos. debido al efecto que los mismos pueden causar en el organismo y en nuestro medio ambiente. Aluminotermia: soldadura de raíles Cuando se hace reaccionar el aluminio con un óxido metálico. y en la actualidad se utiliza en soldadura. Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe. para obtener hierro y óxido de aluminio. Consiste en provocar la reducción del óxido de hierro (III) por el aluminio. La soldadura aluminotérmica es un procedimiento utilizado en carriles de vías férreas y en otras estructuras. El hierro se oxida. Fe2O3 + 2 Al → Al2O3 + 2 Fe En la reacción de la termita (aluminotermia). proceso fuertemente exotérmico. se cumple que: El aluminio se oxida. se produce una reacción conocida como termita o aluminotermia. El proceso fue descubierto por Hans Goldscmidt a finales del siglo XIX. . Ya que es un método sencillo. sino que también es una técnica que puede serutilizada en química nuclear (determinando impurezas en reactores). Esta técnica nosolo es aplicable a la industria metalúrgica. etc.El número de oxidación del aluminio aumenta. se reduce. gana tres electrones. actúa como agente oxidante. Determinación de iones F. farmacia. teniendo en cuenta que lapreparación de la muestra es la que da mayores problemas. no3. su número de oxidación pasa de +3 a 0. Ca. industria química (análisis de aguas).Br. en aguas. entre otros. cede tres electrones. El hierro.zn. S. sensibilidad y precisión. sin embargo. Es un método que posee unas características propias y particulares quela hace muy útil para este tipo de determinaciones en comparación a otras técnicasinstrumentales debido a su rapidez. El aluminio actúa como agente reductor.Cu. Esta técnica nos permite obteneruna exactitud de ± 5% para concentraciones que ahí entre 10-4M y 10-5M. se oxida.pb. . industrias agrícolas. Métodos potenciometricos: Aplicación de la medida de pH. La polarografía es un método parad terminar sustancias que se encuentran en concentracionespor debajo de 10-3M. CN. medicina. su número de oxidación pasa de 0 a +3. de elevada sensibilidad y amplio intervalo de concentraciones. El número de oxidación del hierro aumenta. . CO2. Se disponen sensores para O2.incorporan generalmente una disolución electrolítica separada de la fase gaseosa a estudiar mediante una membrana permeable gases. HF. el gas se difunde a través de la membrana y reacciona con el electrolito interno del sensor dando lugar o consumiendo la especie detectable como por ejemplo en los sensores de NH3. S02.Sensores potencio métricos de gases. se usa un electrodo de ph en NH4CL. entre otros. NO2. . REDUCCIÓN. 4. La electroquímica es la parte de la química que se encarga del estudio de las reacciones cualitativas y cuantitativas existentes entre la energía eléctrica y las reacciones químicas. La potenciometría es una de las tantas técnicas abarcadas por la electroanalítica. . Los métodos de rasgos electroanalíticos son procesos instrumentales empleados para distintos análisis.CONCLUSIONES 1. métodos o procesos que parten del fundamento electroquímico. y se diseñan bajo el enfoque analítico para conocer las concentraciones de sustancias de interés (analito) en una determinada muestra. 2. VOLTAMPEROMETRÍA Este método se basa en la medida de la corriente en función del potencial aplicado a un electrodo pequeño sumergido en una disolución que contiene una especie electro activa en condiciones de polarización. 3.. 5. OXIDACIÓN.Es el proceso en el cual una especie química gana electrones y su número de oxidación disminuye.. Los métodos electroquímicos son un conjunto de técnicas. 6.Es el proceso en el cual una especie química pierde electrones y su número de oxidación aumenta. 2006.pág 820 – 848. España.pág239-249 3. Editorial Manual Moderno. HALL México. GUYTON. novena° edición.pág 255-259 . Editorial Médica Panamericana. México. Editorial Interamericana. Tratado de Fisiología Médica. 2. 13° edición. 9° Edición. BEST & TAYLOR Bases Fisiológicas de la Práctica Médica.BIBLIOGRAFIA 1.2000.2005. CHANG. RAYMONDQuimica general.