Fundamentos y Componentes Clave de la Potenciometría Electroquímica

Fundamentos de la Potenciometría

La potenciometría se basa en medir la diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo (llamado electrodo indicador) y el electrodo de referencia, manteniendo un paso de corriente constante e igual a cero. Para realizar dicha medida, debe esperarse a que el sistema alcance el equilibrio, ya que en ese instante la cantidad de electrones que se consumen es igual a la cantidad de los que se ceden.

El sistema potenciométrico requiere tres componentes esenciales:

• Un electrodo indicador.
• Un electrodo de referencia, cuyo potencial debe mantenerse constante independientemente de la condición de la disolución.
• Un potenciómetro.

Componentes Esenciales del Sistema Potenciométrico

Electrodos de Referencia

El electrodo de referencia es un electrodo que posee un potencial de equilibrio estable y conocido. Es fundamentalmente utilizado para medir el potencial contra otros electrodos en una celda electroquímica.

Tipos Comunes de Electrodos de Referencia

Existen varios tipos de electrodos de referencia ampliamente utilizados:

1. Electrodo de Calomelanos: Es un electrodo de referencia basado en la reacción entre mercurio y cloruro de mercurio (I). La fase acuosa en contacto con el mercurio y el cloruro de mercurio (I) es una disolución saturada de cloruro de potasio en agua. El electrodo está normalmente conectado a la disolución en la que está inmerso el otro electrodo por medio de una porcelana porosa. Este material poroso actúa como un puente salino.

2. Electrodo Ag/AgCl: Consta de un electrodo de plata (sobre el cual se deposita AgCl, generalmente por vía electroquímica) sumergido en una solución de cloruro potásico saturada también de cloruro de plata.

Electrodos Indicadores Metálicos

Los metales que experimentan reacciones de oxidación reversibles son útiles como electrodos indicadores para los iones formados por su oxidación. Estos se clasifican en tres especies:

Clasificación de Electrodos Indicadores Metálicos

• Electrodos de Primera Especie: Son aquellos en los que el metal alcanza el potencial de equilibrio con sus propios iones, de modo que interviene una única reacción.

• Electrodos de Segunda Especie: Son aquellos en los que el electrodo metálico permite determinar una especie que no es la propia, respondiendo generalmente a la actividad de un anión con el que forma un precipitado o un ión complejo estable a través de una determinada reacción.

• Electrodos de Tercera Especie: Son aquellos en los que el electrodo metálico responde a un catión diferente a través de una cadena de equilibrios en la que las especies se regulan mutuamente unas a otras. Un claro ejemplo de esta categoría sería el electrodo de mercurio.

Aplicaciones de la Potenciometría

Métodos Directos

La determinación de un ion o de una molécula mediante una medición potenciométrica directa es rápida y simple. Este método requiere solo la comparación del potencial desarrollado por el electrodo indicador en la disolución problema con el potencial obtenido cuando se sumerge en una o más disoluciones estándar del analito.