Principios de análisis instrumental

L a química electroanalítica abarca un grupo de métodos analíticos cuantitativos basados en las propiedades eléctricas de una disolución de analito cuando forma parte de una celda electroquí– mica. Las técnicas electroanalíticas son capaces de pro– porcionar límites de detección bajos y una abundante información sobre las características que describen los sistemas susceptibles de ser tratados con la electroquí– mica. Entre esta información está: la estequiometría y la velocidad de transferencia de carga interfacial, la velocidad de transferencia de masa, la extensión de la adsorción o quimiosorción y las constantes de velo– cidad y de equilibrio de reacciones químicas. ~ En todo el capítulo, este Logotipo indica ~ La oportunidad de autoaprendizaje en Línea en www.tinyurl.comjskoogpia 7;* Le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. 'Este material se encuentra disponible en inglés. 558 Los métodos electroanalíticos 1 tienen ciertas ventajas de carác– ter general sobre otros tipos de procedimientos que se tratan en este libro. En primer lugar, las mediciones electroquímicas son a menudo específicas para un estado de oxidación particular de un elemento. Por ejemplo, con los métodos electroquímicos es posi– ble determinar la concentración de cada una de las especies en una mezcla de cerio(III) y cerio(IV), y con la mayor parte de los otros métodos analíticos solo puede conocerse la concentración total de cerio. Una segunda ventaja importante de los métodos electroquímicos es que los instrumentos son relativamente bara– tos . La mayor parte de ellos cuesta menos de 30 000 dólares y el precio de un instrumento comercial típico de uso múltiple está entre los 8000 y 1O000 dólares. En cambio, muchos instrumentos espectroscópicos cuestan de 50 000 a 250 000 dólares o más. Una tercera característica de ciertos métodos electroquímicos, que puede considerarse ventaja o desventaja, es que proporcionan más información acerca de las actividades que de las concentraciones de las especies químicas. En general, en estudios fisiológicos, las actividades de los iones como calcio o potasio, son más importan– tes que las concentraciones. La aplicación inteligente de los diver– sos métodos electroanalíticos que se describen en los capítulos 23, 24 y 25 requiere entender la teoría básica y los aspectos prácticos del funcionamiento de las celdas electroquímicas. Este capítulo se dedica en su mayor parte a estos temas. 22A CELDAS ELECTROQUÍMICAS Una celda electroquímica de corriente continua consta de dos conductores eléctricos llamados electrodos, cada uno sumer– gido en una disolución adecuada de electrolito. Para que circule una corriente en una celda es necesario: 1) que los electrodos se conecten externamente mediante un conductor metálico, 2) que las dos disoluciones de electrolito estén en contacto para permitir 1 Algunos trabajos de referencia en electroquímica y sus aplicaciones son A. J. Bard y L. R. Faulkner, Electrochemica/ Metlwds, 2a. ed., New York: Wiley, 2001; A. C. West, Electrochemistry and E/ectrochemical Engiluering, CreateSpace Independent Pub– lishing Platform AC West, 2013; J. Wang, Analytical Electrochemistry, 3a. ed., Hobo– ken, NJ: Wiley, 2006; D. T. Sawyer, A. Sobkowiak y J. L. Roberts, Electrochemistry for Chemists, 2a. ed., New York: Wiley, 1995; Laborat01y Techniques in Electro– analytical Chemistry, 2a. ed., P. T. Kissinger y W. R. Heineman, eds., New York: Dekker, 1996. La clásica, pero todavía útil, monografía que trata sobre química electroanalítica es J. J. Lingane, Electroanalytical Chemistry, 2a. ed., New York: lnterscience, 1958.