Principios de análisis instrumental

3. Reactividad selectiva con el analito. La membrana o alguna de las especies contenidas en la matriz de la membrana deben ser capaces de unirse en forma selectiva con los iones del analito. Hay tres tipos de uniones: por intercambio iónico, por cristalización y por complejación. Los dos primeros son los más comunes, y en este libro la atención se centra sobre todo en estos dos tipos de unión. 230.3 El electrodo de vidrio para medir pH El análisis sobre cómo están construidos los electrodos de mem– brana de plon y de cómo funcionan empieza con el examen deta– llado del electrodo de vidrio para medir el pH. Éste es anterior en varias décadas a todos los demás electrodos de membrana, y es el que más se utiliza en el mundo. 7 Desde principios de los años treinta del siglo xx, la manera más adecuada de determinar el pH ha sido midiendo la diferen– cia de potencial a través de una membrana de vidrio que separa 7 Véase H. Galster, pH Measurement: Fundamentals, Methods, Applications, Instru– mentation, New York: Wiley, 1991; R. G. Bates, Determination ofpH, 2a. ed., New York: Wiley, 1973; Glass Electrodes for Hydrogen ar~d Other Cations, G. Eisenman, ed. NY: Dekker, 1967. Electrodo de calomel saturado, EEcs Puerto de llenado -------- Di solución de pH desconocida Al medidor de pH a) ))} 23D Electrodos indicadores de membrana 593 la disolución de analito de una disolución de referencia de acidez fija. El fenómeno en que se basa esta medida fue identificado por primera vez por Cremer 8 en 1906 y Haber 9 lo investigó sistemá– ticamente unos pocos años después. La instauración general del electrodo de vidrio para medir el pH se detuvo durante dos déca– das, y fue hasta que se inventó el tubo de vacío que se pudieron medir de manera apropiada los potenciales a través de membra– nas de vidrio cuya resistencia es de 100 Mil o más. Los estudios sistemáticos de la sensibilidad al pH de las membranas de vidrio hicieron que a finales de los años sesenta se perfeccionaran y comercializaran los electrodos de membrana para dos docenas o más de iones, como K+, Na +, Ca2+, p- y N0 3 -. En la figura 23.3a se representa una celda característica para medir el pH. La celda consiste en un electrodo indicador de vidrio y un electrodo de referencia de plata-cloruro de plata o de calo– mel saturado; los dos electrodos están sumergidos en una disolu– ción cuyo pH se desea determinar. El electrodo indicador consiste en una delgada membrana de vidrio sensible al pH sellada en el extremo de un tubo de vidrio de paredes gruesas o de plás- 8 M. Cremer, z. Biol., 1906, 47, p. 562. 9 F. Haber y z. Klemensiewicz, Z. Phys. Chem., 1909, 67, p. 385. Electrodo de Al medidor de pH - Puerto de llenado cera o gel Disolución de KCl Electrodos de referencia Ag/AgCl Vidrio de paredes gruesas Alambre deAg HClO. l M saturado con AgCl Membrana delgada de vidrio sensible al pH -Frita de vidri o b) FIGURA 23.3 Sistema de electrodos típico para medir el pH. a) Electrodo de vid rio (i ndi – cador) y electrodo de calomel saturado (de refere ncia) sumergidos en una disolución de pH desconocido. b) Sonda de combinación que está co nstituida por un electrodo indicador de vidrio y un electrodo de referencia de plata-cloruro de plata. Un seg un do electrodo de plata-cloruro de plata funciona como la referencia interna del electrodo de vidrio. Los dos electrodos está n acomodados en fo rma concéntrica; la referencia interna es la que est á en el centro y la referencia externa está fuera. La referencia hace co ntacto con la disolución de analito por medio de una frita de vi drio u otro medio poroso apropiado. Las so nd as de combinación so n la configuración más común de electrodo de vidrio y de referencia para medir el pH .