Electroquímica

Estos incluyen las siguientes interacciones:

1. ion-ion, que ocurre tanto entre iones con cargas opuestas como con las mismas cargas,
2. ion-dipolo, que ocurre entre iones de electrolito y dipolos derivados de solventes,
3. dipolo-dipolo,
4. otros, como las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno.

La clasificación de los métodos electroanalíticos.

Estos métodos incluyen una serie de técnicas de medición basadas principalmente en la exploración de las reacciones de los electrodos y los procesos que ocurren entre los electrodos. La base, sin embargo, es la medición de varias cantidades eléctricas, por ejemplo: voltaje, corriente, resistencia eléctrica, que están relacionadas con la cantidad de la sustancia analizada. Se pueden clasificar en cuatro grupos básicos:

1. Métodos sin tensión externa aplicada, es decir, aquellos en los que la reacción del electrodo tiene lugar a corriente de Faraday nula. Un ejemplo de dicho método es la potenciometría de uso común, una técnica basada en la medición de la EMF de una celda compuesta de electrodos no polarizados.
2. Métodos en los que la reacción de los electrodos tiene lugar a una corriente de Faraday distinta de cero, es decir, tiene en cuenta la tensión aplicada a los electrodos desde una fuente de corriente externa. Existen muchas técnicas similares, entre ellas: polarografía, voltamperometría, amperometría, electrogravimetría, coulometría.
3. Métodos en los que no tienen lugar reacciones de electrodos, por ejemplo: conductimetría, oscilometría, dielectrometría.
4. Métodos basados en el examen de cambios en la doble capa eléctrica. Un ejemplo de tal técnica es la tensametría, basada en la medición de los cambios en la capacitancia de la doble capa, que ocurren como resultado de la adsorción o desorción de los tensioactivos .

Las técnicas más importantes utilizadas en el análisis electroquímico se clasifican en:

1. potenciométrico: basado en la medición del potencial del electrodo, incluidos los electrodos selectivos de iones;
2. coulométrico: basado en la medición de la carga necesaria para la electrólisis completa del analito;
3. amperométrico – basado en la medición de la corriente a un voltaje constante;
4. voltamétrico: basado en la medición de la corriente a un potencial controlado del electrodo de trabajo.

potenciometría

Esta técnica analítica utiliza la medición de la fuerza electromotriz (EMF) de una celda hecha de dos electrodos sumergidos en la solución de prueba. El valor EMF de la celda depende directamente de los potenciales de los electrodos. Este potencial está influenciado por los iones presentes en la solución electrolítica y su actividad, así como por la naturaleza de los procesos de electrodos en curso.

Coulometría

Como se mencionó anteriormente, la coulometría es un método basado en el fenómeno de la electrólisis que ocurre en toda la masa de la solución analizada. La relación cuantitativa se basa en la ley de Faraday, que establece que la masa de la sustancia liberada en el electrodo durante la electrólisis es proporcional a la cantidad de carga eléctrica que fluyó a través de la solución. Por lo tanto, es posible calcular la sustancia liberada mientras se mide la carga que fluye. La condición, sin embargo, es la ausencia de reacciones secundarias. Para la medición se utilizan coulómetros. Estos dispositivos miden la carga que fluye a través del electrolito en el recipiente electrolítico. El análisis culombimétrico se realiza de dos formas:

• Directamente, si el analito se oxida o se reduce en uno de los electrodos. Entonces es posible utilizar dos técnicas: medición a un potencial de electrodo constante oa una corriente constante.
• Indirectamente, si el analito reacciona con el producto del análisis. Esto se conoce como valoración culombimétrica.

Amperometría

Esta técnica se basa en medir la corriente que circula por el electrodo indicador en función de la concentración de la sustancia electroactiva a potencial constante del electrodo indicador. Se mide la intensidad de la corriente de difusión límite en función de la concentración de la sustancia electroactiva. La valoración amperométrica se utiliza con la aplicación de dos técnicas: con uno o dos electrodos polarizados.

conductimetría

Esta técnica prueba la conductividad eléctrica de una solución colocada entre dos electrodos. Se usa con mayor frecuencia en soluciones de electrolitos, midiendo la conductividad electrolítica. La base teórica de la conductimetría es la ley de Ohm, que establece que la resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional al área de su sección transversal. Cuando hablamos de electrolitos, usamos el valor de la conductividad eléctrica, que es el recíproco de la resistencia. La conductividad específica se refiere a la conductividad de una columna de un electrolito dado con una longitud de 1 cm y una sección transversal de 1 cm ² . La relación de estos valores se denomina constante de celda electrolítica. La conductividad depende del tipo de electrolito, su concentración y temperatura. La medida mediante la técnica de conductimetría clásica se basa en la medida de la conductividad de la columna de solución situada entre dos electrodos de platino a los que se les aplica un voltaje variable (1-10 kHz). También existen otras variantes de la técnica, como la técnica sin electrodos, la técnica directa y la titulación por conductividad.

voltamperometría

El resultado de las mediciones con esta técnica son gráficos que muestran la dependencia de la corriente con respecto al potencial del electrodo de trabajo, que tienen la naturaleza de un espectro. Bajo condiciones dadas y usando el mismo solvente, muchas sustancias tienen ondas de oxidación o reducción a potenciales distintivos. Por lo tanto, la determinación cualitativa del analito es posible. En esta técnica se mide la dependencia de la intensidad de la corriente con el voltaje aplicado a los electrodos. Hay varias formas de utilizar esta técnica: voltamperometría con potencial linealmente variable, voltamperometría cíclica y voltamperometría invertida. Entre ellos, el más popular es la voltamperometría cíclica, en la que se utilizan celdas electrolíticas con tres electrodos. Cada uno de ellos cumple funciones específicas. El primero es el electrodo de trabajo, el segundo es el electrodo auxiliar y el tercero es el electrodo de referencia. La corriente pasa entre los electrodos de trabajo y auxiliar. El potencial del electrodo de trabajo se mide y luego se establece en relación con el electrodo de referencia. Así es como se establece realmente el voltaje entre los electrodos de trabajo y de referencia. Luego, la corriente fluye y, dependiendo de los procesos que ocurren en ambos electrodos, se establecen sus potenciales. La diferencia entre ellos es igual al voltaje aplicado.

Polarografía

Esta técnica es muy similar a la voltametría, pero difiere en el electrodo utilizado. Para técnicas voltamperométricas, el electrodo de trabajo siempre está estacionario. En cambio, en el caso de la polarografía, el electrodo de trabajo es un electrodo líquido (Hg) con una superficie que se renueva de forma continua o periódica. El término cubre muchas técnicas, que incluyen: polarografía clásica: CC, CA sinusoidal, CA rectangular y diferencial pulsada.