ELECTRODOS

ELECTRODOS

1. Electrodos reactivos e inertes

   • activos
     • El electrodo activo es un metal que se usa en células electroquímicas, y participa en reacciones que ocurren en el electrolito para transportar la electricidad, es decir el electrodo activo actúa como el ánodo que proporciona los cationes a la solución electrolítica. Entonces los cationes llegarán al cátodo y tomarán los electrones disponibles allí. El electrodo activo puede oxidarse o reducirse, estos electrodos se usan principalmente en galvanoplastia (es el proceso en el que un metal se aplica sobre otro metal con el uso de una celda electroquímica). El electrodo activo mas utilizado es el cobre.
       • Una cuchara se puede platear con plata usando un ánodo de plata y la cuchara como cátodo; El nitrato de plata sería el electrolito.
   • Inertes
     • El electrodo inerte es un metal que no participa ni interfiere en ninguna reacción química, pero todavía se usa para conducir electricidad transfiriendo electrones con la solución en lugar de intercambiar iones con la solución, es decir , sirve como un electrón. El electrodo inerte puede suministrar o retirar electrones en el proceso de conducción de electricidad, los electrodos inertes siempre se usan en la electrólisis, el proceso que separa un compuesto iónico en sus elementos
       • La electrólisis de la solución de cloruro de sodio produce sodio y cloro por separado.

2. Electrodos de primera clase

   • Están formados por un metal en contacto con una disolución que contiene sus iones. Por ejemplo un hilo de plata en una disolución de nitrato de plata. El potencial del electrodo responde a la actividad de los iones plata en disolución, entre otros.
     • Dentro de sus caracteristicas encontramos que no son muy selectivos, y responden no sólo a sus propios cationes sino también a otros que se reducen con facilidad. Además, muchos electrodos metálicos, como los de cinc y cadmio, sólo pueden utilizarse en soluciones neutras o básica porque se disuelven en presencia de ácidos. En tercer lugar, algunos metales se oxidan con tanta facilidad que su uso queda restringido a soluciones en las que previamente se ha eliminado el aire. Por último, ciertos metales duros, como hierro, cromo, cobalto y níquel, no proporcionan potenciales reproductibles.
       • Los únicos sistemas de electrodos de la primera clase que se utilizan son Ag-Ag + y Hg-Hg2 2+ en soluciones neutras, y Cu-Cu 2+ , ZnZn 2+ , Cd.Cd 2+ , Bi-Bi3+ , Tl-Tl+ y Pb-Pb 2+ en soluciones sin aire.

3. Electrodos de segundaclase

   • Consiste en un metal en equilibrio con una sal poco soluble del mismo elemento. Esto es un electrodo Clase II, ejemplos de estos son los electrodos de referencia de calomelanos y Ag/AgCl. Sin embargo también son algo selectivos en su reacción a la concentración del anión. Esto se comprende si se sustituye la actividad del ion metálico en la ecuación de Nernst por su valor obtenido a partir del producto de solubilidad
     • El potencial de un electrodo de plata será una medida reproducible de la actividad del ión cloruro en una solución saturada de cloruro de plata. Así, la reacción del electrodo es: Ag Cl (s) + e - <===> Ag (s) + Cl -(ac) E° = 0,222 V , Cuya ecuación de Nerst está dada por: Eind = E°Ag Cl - 0,0592 log aCl - = E°AgCl/Ag+ 0,0592 pCl Esta ecuación muestra que el potencial de un electrodo de plata es proporcinal a pCl, el logaritmo negativo de la actividad del ión cloruro, por lo que en una solución saturada de cloruro de plata, el electrodo de plata sería un buen indicador de segunda especie para los iones cloruro

4. Electrodos de referencia

   • En muchas aplicaciones es deseable que el potencial de media celda de uno de los electrodos sea conocido, constante y completamente insensible a la composición de la solución en estudio. Un electrodo con estas características, se denomina electrodo de referencia
     • Un electrodo de referencia debe ser fácil de montar, proporcionar potenciales reproducibles y tener un potencial sin cambios con el paso de pequeñas corrientes.
       • Ejemplo es el electrodo de plata cloruro: Es un sistema de electrodos análogo al electrodo de calomel consta de un electrodo de plata sumergido en una solución de cloruro de potasio saturada también de cloruro de plata: || AgCl (saturado), KCl (xM) | Ag La media reacción es − AgCl (s) + e ←→ Ag (s) + Cl Normalmente, este electrodo se prepara con una solución saturada de cloruro de potasio, siendo su potencial a 25°C de +0,197 V respecto al electrodo estándar de hidrógeno.

5. Electrodos de trabajo o indicadores

   • Idealmente un electrodo indicador debe responder de forma rápida y reproducible a los cambios de actividad del analito. Además debe ser específico para el analito en cuestión. Hay muchos tipos de electrodos indicadores. Indicaremos a continuación los más usuales:
     • Dependiendo de si la reacción en el electrodo es una reducción o una oxidación, el electrodo de trabajo puede ser contemplado como catódico o anódico. La mayoría de los electrodos de trabajo consisten en metales inertes, como oro, plata o platino, carbón inerte como carbón vítreo o carbón pirolítico, electrodos de gota de mercurio y electrodos de películas.
       • Electrodo de platino(PTE) : Electrodo concecional que tiene una onda de adsorcion de hidrogeno, utilizado para la deteccion de H2O2 y oxidos.
       • Electrodo de oro (AUE): Electrodo convencional, que no tiene onda de adsorcion de hidrogeno , utilizado para decteccion de tioles.
       • Electrodo de carbono vitreo(GCE): Electrodo qumicamente estable a pesar de sus sobre-potenciales relativamente grndes de las ecoluciones de oxigeno e hidrogeno.

6. Electrodo de membrana

   • Consiste en medir el potencial que se desarrolla a traves de una delgada membrana de vidrio que se separa de dos soluciiones con diferente concentracion de protones; a este se le considera desde hace muchos años el metodo mas presiso para la medicion de pH

7. Biosensores

   • Dispositivo utilizado para determinar la cantidad de sustancia del analito presente en un medio dado. Constituido por dos componentes : bioreceptor(una o mas enzimas puras formando parte de materiales de origen biologico como anticuerpos, celulas, mircoorganismos, la sust. a determinar reacciona con el bioreceptor) y transductor (convierte el evento generado por la enzima y el analito en una señal electrica u optica medible), acoplados en un mismo elemento material(Electrodo)
     • Caracteristicas : Medicion del analito, medicion in situ, el medio no sufre alteracion luego de la medicion, medicion continua y campacidad de rehuso.
       • Ejemplos de este son: electrodo de oxigeno que mide concentracion de oxigeno, elctrodo de pH que mide el acido glutamico producido, electrodo de peroxido que ide la concentracion de H2O2.

8. electrodos selectivos de iones

   • Son aquellos que responden slectivamente a un ion . estos elctrodos se diferencian fundamentalmente de los electrodos metalicos pr que los elctrodos selectivos de iones no implican procesos redox.
     • La caracteristica clave de un electrodo selectivo de iones ideal es una membrana delgada que idelamente es capaz de unirse solo al ion que se pretende determinar , ademas de que esto resonden de manera lineal a la mayoeria de los analitos dentro de un amplio intervalo de concentracion, tiempo de respuesta corto

9. Aplicaciones

   • Se han reportado estudios para la determinación de Vitaminas del grupo B en productos farmacéuticos y alimentos en los que se utilizan diferentes electrodos selectivos dependiendo del analito a determinar.(Upadhyay, Singh, Rao Bandi, & Jain, 2013).
   • estudios también para el reconocimiento molecular de nucléotidos en agua.(Inclan et al., 2014)
   • desarrollar un electrodo para la determinación del ion fosfato que es utilizado en el área de química analítica, química clínica, farmacología y química ambiental.(Kumar, Kim, Hyun, Won, & Shim, 2013)
   • se han desarrollado electrodos específicos para la determinación de Zn (II) en muestras biológicas, ambientales y de plantas medicinales. (Upadhyay et al., 2013