Quimica analitica (tema 4: potenciometria)Online version
quimica analitica
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Las celdas galvanicas o pilas son aquellas donde la reaccion quimica ocurre de forma espontánea, generando una diferencia de potencial
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En las celdas elecroliticas, el catodo se encuentra a la izquierda y el anodo a la derecha, y los electrones circulan desde el anodo hacia al catodo
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La potenciometria es una técnica electroanalitica que se classifica como un metodo dinamico, caracterizado por un paso de corriente importante
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Para realizar mediciones de potencial en potenciometria, es esencial tener las dos semiceldas separadas por un puente salino
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Un electrodo de referencia se define como un electrodo que genera siempre un potencial constante
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Los dos tipos principales de electrodos de referencia son el electrodo de calomelanos y el electrodo de plata-cloruro de plata
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Todos los potenciales de reducción estándar son potenciales absolutos, no relativos
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El puente salino es un elemento importante en potenciometria porque no se genera ningun potencial en el, simplificando los calculos
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El potencial de union liquida se produce debido a la diferente movilidad de los iones y las posibles concentraciones a ambos lados de puente salino
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Para minimizar el potencial de union liquida, una estrategia es utilizar una solucion KCl muy concentrada en el puente salino
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El electrodo de calomelanos saturado (ECS) tiene un potencial constante de 0,244V
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El potencial generado por el electrodo de plata-cloruro de plata depende de la actividad del ion cloruro, por lo que su concentracion debe mantenerse constante
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Para que el flujo de solucion en un electrodo de referencia sea del interior al exterior, el nivel de la solucion de referencia interna debe estar por debajo del nivel de la solucion donde se realiza la medida
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Los electrodos de referencia de doble union se utilizan para evitar la contaminacion de la muestra con iones cloruro procedentes del electrodo de referencia interno
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Los electrodos indicadores metalicos de primera especie son mas utilizados en analisis cuantitativo debido a su alta selectividad
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Un electrodo metalico de segunda especie responde al anion de la sal que lo recubre
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Los electrodos metalicos inertes, como el platino, participan directamente en el proceso redox para generar el potencial
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En los electrodos de membrana (ISEs), el potencial se desarrolla principalmente a traves de un proceso redox
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El electrodo de vidrio, comúnmente usado para medir pH, es un tipo de electrodo de membrana que responde a la actividad del ion hidrogeno
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La membrana de vidrio de un electrodo de pH debe mantenerse hidratada; si se deshidrata, es casi imposible recuperarla
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La franja optima para realizar medidas de pH con un electrodo de vidrio comercial es de 1.5 a 10/11
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Cuando la concentracion de H+ es igual a ambos lados de la memvrana del electrodo de vidrio, el potencial total del electrodo de pH (vidrio) sera 0
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La ecuacion de Nikolsky describe la respuesta de los electrodos de membrana, mientras que la Ley de Nernst se aplica a los electrodos metalicos
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Para poder trabajar con concentraciones molares en lugar de actividades en potenciometria, se ajusta la fuerza ionica del medio añadiendo electrolitos inertes
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Para calibrar un pHimetro con un comportamiento Nernstiano, basta con un solo patron de pH, ya que la pendiente es conocida
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Los ionoforos son moleculas que interactuan de formas selectiva con iones especificos, lo que es fundamental para la selectividad de los electrodos de membran
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Una de las características de las técnicas electroanalíticas es que requieren una instrumentación de muy alto costo
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La potenciometría se basa en la medición de un potencial eléctrico en una celda galvánica en ausencia de corriente eléctrica (I=0)
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Para realizar mediciones de potencial en potenciometría, se necesitan únicamente un electrodo indicador y un potenciómetro
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El electrodo indicador es el electrodo que genera un potencial en función de la concentración de la especie que se desea determinar
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El puente salino es un componente esencial en potenciometría, ya que permite separar las dos semiceldas y cerrar el circuito
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El potencial de unión líquida, o potencial del puente salino, siempre es nulo y no necesita ser considerado en las mediciones potenciométricas
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El ion protón (H+) tiene una movilidad muy superior a la del ion cloruro (Cl-)
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Es necesario retirar el capuchón de un electrodo combinado antes de usarlo para igualar las presiones interna y externa
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El uso de un electrodo de referencia de doble unión es recomendable cuando se miden iones como Ag+ o Cl- para evitar la contaminación de la muestra por los iones del electrolito interno del electrodo de referencia
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Si el intercambio de electrones en una reacción redox tiene lugar directamente en la solución sin separar las semiceldas, un potenciómetro mediría un potencial distinto de cero
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Los electrodos de membrana son conocidos como electrodos selectivos a iones (ISEs) debido a su alta selectividad
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El electrodo de vidrio para pH es el tipo menos común de electrodo de membrana
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La sustitución de iones sodio por protones en la superficie del vidrio de un electrodo de pH es un proceso reversible que ocurre cuando el vidrio está hidratado
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El potencial de membrana de un electrodo de vidrio se genera debido a la diferencia de actividad de los iones H+ entre el interior y el exterior de la membrana
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El potencial medido por un pHmetro (E) se relaciona con el pH a través de la ecuación E = K - 0.0592 pH, donde K incluye todos los potenciales constantes del sistema
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El error alcalino en un electrodo de pH se observa a pH muy bajos y es causado por la interferencia de iones como el sodio y el potasio
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La Valinomicina es un ionóforo utilizado para la detección selectiva de iones amonio (NH4+)
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En potenciometría directa con un único patrón, no es necesario conocer el valor del factor beta si se asume un comportamiento Nernstiano
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La potenciometría por adición estándar implica tomar dos mediciones de potencial: una de la muestra problema y otra después de añadir un volumen conocido de una disolución patrón a la misma muestra
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Al realizar mediciones potenciométricas, se mide la concentración molar de un ion directamente, sin necesidad de considerar su actividad
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Para poder trabajar con concentraciones en lugar de actividades, se debe ajustar la fuerza iónica del medio, a menudo añadiendo una alta concentración de electrolitos inertes
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