Fundamentos de Electroquímica y Química Analítica: Glosario de Conceptos Clave
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Introducción a la Electroquímica y Potenciometría
Conceptos Fundamentales de Medición
- Métodos Potenciométricos
- Técnicas electroanalíticas que determinan las concentraciones de una especie química en solución midiendo el potencial de una celda electroquímica.
- Potenciometría
- Técnica electroanalítica que permite determinar una especie electroactiva en una disolución, empleando un electrodo de referencia (de potencial constante y conocido) y un electrodo de trabajo (sensible a la especie electroactiva).
- Métodos Cuantitativos
- Procedimiento analítico que permite medir con precisión y exactitud la cantidad de un componente específico en una muestra. También implica la determinación de las sustancias químicas presentes en una muestra.
- Absortividad Molecular
- Mide la capacidad de una disolución para absorber la luz.
- Polarización (Óptica)
- Propiedad del haz de radiación que describe el plano en que vibra la radiación.
Criterios de Calidad y Referencia
- Material de Referencia Certificado (MRC)
- Material acompañado de una certificación oficial que indica uno o más valores de propiedades, junto a la incertidumbre asociada y la trazabilidad a estándares internacionales.
- Patrón
- Sustancia o solución de composición conocida y estable, utilizada como referencia para mediciones, calibraciones o comparaciones en química analítica.
- Sensibilidad
- Capacidad de un método o instrumento para detectar pequeñas cantidades o cambios en la concentración de una sustancia.
- Límite de Cuantificación (LC)
- Valor más bajo de concentración de un analito que puede ser medido con precisión y exactitud aceptables utilizando un método analítico específico.
- Reproducibilidad
- Capacidad de obtener resultados consistentes en un experimento o análisis, repetido bajo condiciones similares, en diferentes momentos, lugares o con distintos equipos, pero utilizando el mismo método analítico.
- Linealidad
- Señala qué tan exactas son las mediciones de un instrumento en todo el rango esperado de operación. Se define como la resta del sesgo a través del rango de operación de un sistema de medición, o como un cambio de sesgo con respecto al tamaño, siendo un componente del error sistemático del sistema de medición.
Electrodos y Celdas Electroquímicas
Tipos de Electrodos
- Electrodos de Referencia
- Poseen un potencial eléctrico constante y conocido, sirviendo como punto de comparación para medir el potencial de otro electrodo (el electrodo indicador).
- Electrodos Selectivos de Iones (ESI)
- Membrana que permite la determinación rápida y selectiva de numerosos cationes y aniones mediante mediciones potenciométricas directas. Sus respuestas se registran en función P (como pH, pCa o pNa), demostrando una gran capacidad de discriminación.
- Electrodo de Primera Clase
- Tipo de electrodo que está en equilibrio directo con el ion metálico de su propia especie en solución. La reacción en equilibrio es una semirreacción de óxido-reducción entre el metal y sus iones.
- Electrodo de Segunda Clase
- Electrodo de metal responsable de la actividad de un anión con el que forma un precipitado o un ion complejo estable.
- Electrodo de Tercera Clase
- El metal del electrodo (M) responde a la concentración de un catión diferente mediante un equilibrio competitivo con un agente complejante o quelante común a ambos metales.
Celdas y Errores
- Celda Galvánica (o Celda Voltaica)
- Dispositivo electroquímico que genera energía eléctrica mediante reacciones químicas espontáneas. Es fundamental en la conversión de energía química en energía eléctrica.
- Celda Electrolítica
- Dispositivo electroquímico que consume energía eléctrica, impulsando una reacción de óxido-reducción (redox) no espontánea. Permite convertir energía eléctrica en energía potencial química.
- Error Alcalino
- Cationes con una sola carga inducen un error alcalino, cuya magnitud depende tanto del catión como de la composición de la membrana de vidrio.
- Error Ácido
- Efecto de saturación que ocurre cuando todos los sitios de la superficie de vidrio están ocupados con iones.
Aplicaciones Avanzadas
- Biosensores / Bioelectrodos
- Dispositivos que permiten obtener resultados rápidos y precisos. Producen señales eléctricas que pueden medirse para obtener la concentración de una sustancia. Permiten la medición de: glucosa, enzimas, hormonas y anticuerpos.
- Titulaciones Potenciométricas Automáticas
- Funcionan mediante el uso de un electrodo de referencia y un electrodo indicador para medir el potencial eléctrico.
- Ionóforo
- Molécula transportadora de iones a través de membranas biológicas. Es una especie química que une reversiblemente iones, pudiendo ser naturales o sintéticos.