Funcionamiento y Principios del Sensor de Clark para la Medición de Oxígeno

Funcionamiento del Sensor Voltamperométrico de Oxígeno (Sensor de Clark)

El sensor voltamperométrico de oxígeno, conocido comúnmente como sensor de Clark en honor a su inventor, emplea un sistema de tres electrodos característico de la voltametría: el electrodo de trabajo, el electrodo de referencia y el electrodo auxiliar.

• Entre el electrodo de trabajo y el de referencia se induce un potencial que varía linealmente con el tiempo.
• Entre el electrodo de trabajo y el auxiliar se mide la intensidad de corriente generada por el potencial aplicado.

Al correlacionar la intensidad con la concentración de la especie mediante disoluciones estándar, es posible calcular la concentración de oxígeno a partir de la intensidad obtenida experimentalmente en una muestra.

Características Técnicas y Membrana

El sensor de Clark incorpora una membrana permeable al oxígeno, propiedad que lo asemeja a los sensores potenciométricos de gases. En el interior del dispositivo, el oxígeno genera dos ondas características al representar la intensidad frente al voltaje aplicado:

1. Primera onda: Se produce a un potencial de onda medio menor y corresponde a la reducción del oxígeno para formar peróxido de hidrógeno.
2. Segunda onda: Se observa a un potencial de onda medio mayor y corresponde a la reducción del peróxido de hidrógeno para producir agua.

Es importante notar que la onda de intensidad generada es positiva (onda catódica), debido a que el oxígeno experimenta un proceso de reducción. El valor de la intensidad es directamente proporcional a la concentración de oxígeno presente.

Conceptos Clave en Voltametría

Las ondas voltamétricas representan gráficamente la intensidad de corriente generada entre el electrodo de trabajo y el auxiliar en respuesta al voltaje aplicado. En este proceso, destacan dos parámetros fundamentales:

1. Intensidad límite o de difusión (i_l = k[Analito])

Representa la máxima intensidad obtenida en el proceso redox (oxidación o reducción). Al ser directamente proporcional a la concentración del analito en la disolución, permite su cuantificación.

2. Potencial de onda medio

Es el potencial necesario para alcanzar la mitad de la intensidad de difusión. Dado que es un valor característico para cada analito, permite su identificación precisa.