1. QUÍMICA ANALÍTICA Y ANÁLISIS INSTRUMENTAL
SESIÓN 8: INTRODUCCIÓN AL ANALISIS INSTRUMENTAL
METODOS ELECTROMÉTRICOS - CELDAS
Mg. Ing. Javier Chumán López
2. NOS PREGUNTAMOS
• ¿Qué encontramos en un laboratorio de análisis instrumental?
• ¿Qué diferencias hay con el análisis clásico?, ¿Ventajas y desventajas?
• ¿Qué debemos conocer?
• ¿Qué se puede analizar?
3. Al término de la sesión, el
estudiante comprende y aplica las
nociones básicas del análisis
instrumental.
4.
5.
6. CONCEPTOS BÁSICOS EN ANÁLISIS QUÍMICO
• MUESTRA: Parte representativa de la materia objeto de análisis.
• ALÍCUOTA: Fracción o porción de muestra.
• ANALITO: Especie química objeto del análisis.
• MATRIZ DE LA MUESTRA: Especies químicas que acompañan al analito en la
muestra.
• TÉCNICA ANALÍTICA: Medio empleado para obtener información sobre el analito.
• MÉTODO ANALÍTICO: Secuencia de operaciones y técnicas aplicadas para el análisis
de una muestra.
EJEMPLO: Análisis de glucosa en sangre.
Muestra: Sangre
Analito: Glucosa
Matriz: Proteínas, sales minerales, colesterol…
Técnica analítica: Espectrofotometría de absorción molecular visible
Método analítico: Implica desde la toma de muestra hasta la obtención del resultado
final.
7. OTROS CONCEPTOS IMPORTANTES
• INTERFERENTE: Especie química distinta del analito que aumenta o disminuye la
respuesta del analito bajo el método aplicado. (Ej. Analito: Ca2+, Al3+ es un interferente
si la determinación se lleva a cabo por valoración con EDTA. Interferencia positiva)
• ENMASCARAMIENTO: Transformación del interferente en otra especie química que
no es detectada con la técnica analítica empleada.
(Ej. Al3+ + 3OH- → Al(OH)3)
• DISOLUCIÓN ESTÁNDAR: Disolución conteniendo el analito en concentración
perfectamente conocida. (Ej. Disolución acuosa conteniendo glucosa en una
concentración exacta de 75 mg/dL)
• CURVA DE CALIBRADO: Gráfica que representa la señal analítica monitorizada frente
a la concentración del analito.
10. CELDAS ELECTROQUÍMICAS Y POTENCIALES DE ELECTRODO
En las celdas el electrodo en que ocurre la oxidación se llama ánodo y en el
que ocurre la reducción se llama cátodo.
El Fe+2 se está oxidando en el alambre de platino (el ánodo).
Los electrones liberados fluyen por el alambre al otro vaso donde el Ce+4 se
reduce (en el cátodo)
11. POTENCIALES DE SEMIRREACCIÓN:
Los potenciales de una semirreacción se escriben como una reducción
Cuanto más positivo sea el
potencial de electrodo, mayor
será la tendencia de la forma
oxidada a reducirse. Agente
oxidante.
Cuanto más negativo sea el
potencial del electrodo, mayor
será la tendencia de la forma
reducida a oxidarse. Agente
reductor.
13. ¿CUÁL ES EL ÁNODO? ¿Y EL CÁTODO
Por convención, una celda se escribe con el ánodo a la izquierda
Ejemplo:
donde C1, C2, C3 y C4 representan las concentraciones de las diferentes
especies. La línea doble representa el puente salino.
14. POTENCIAL DE LA CELDA
Como la oxidación ocurre en el ánodo y la reducción en el cátodo, el agente
reductor más fuerte se coloca a la izquierda, y el agente oxidante más fuerte, a
la derecha. El potencial de la celda voltaica está dado por
En condiciones estándar
15. POTENCIAL DE LA CELDA
Determinar la reacción entre las siguientes semirreacciones, y calcular el
voltaje de celda correspondiente
Multiplicando una semirreacción por cualquier número no cambia su poten
16. ECUACIÓN DE NERNST: EFECTOS DE LAS CONCENTRACIONES
SOBRE LOS POTENCIALES
• n, el número de electrones que participan en la semirreacción (equivalentes
por mol); R, la constante de los gases (8.3143 V coul K-1 mol-1 ); T es la
temperatura absoluta, y F la constante de Faraday (96 487 coul eq ).
• 2.3026RT/F es 0.05916
18. POTENCIAL DE EQUILIBRIO: DESPUÉS DE OCURRIDA LA
REACCIÓN
Cuando la reacción llega al equilibrio, los potenciales para las dos semirreacciones se
vuelven idénticos; si no fuera así, la reacción aún continuaría. Un electrodo sumergido
en una solución adoptará el potencial de equilibrio.
En el equilibrio:
X es muy pequeño 0
20. VOLTAJE DE CELDA; ANTES DE LA REACCIÓN
El voltaje de una celda se puede calcular tomando la diferencia de potenciales de las dos
semirreacciones para dar un potencial positivo, calculado mediante la ecuación de Nernst,
22. DEPENDENCIA DEL POTENCIAL CON RESPECTO AL PH
• Los iones hidrógeno o hidróxido participan en muchas semirreacciones
redox. Se puede cambiar el potencial de estos pares redox modificando el
pH de la solución. Considérese el par As(V)/As(III):
