Métodos Volumétricos y Electroquímicos: Determinación de Concentración y Propiedades Iónicas

Fundamentos de Química Cuantitativa: Volumetría y Electroquímica

I. Métodos Volumétricos (Titulación)

La Volumetría es un método que permite determinar la concentración de uno de los analitos en una disolución, siempre que se conozca la concentración del reactivo titulante. Este proceso se denomina valoración o titulación.

Tipos de Valoración Volumétrica

• Valoración por Precipitación: Determina la concentración de una sustancia en solución mediante la formación de un precipitado durante la reacción química.
• Valoración por Óxido-Reducción (Redox): Utiliza reacciones redox para determinar la concentración de una sustancia en una disolución.
• Valoración por Formación de Complejos: Determina la concentración de un analito en una disolución mediante la formación de un complejo entre el analito y un reactivo titulado.
• Valoración por Neutralización: Determina la concentración de un ácido o una base en una disolución mediante una reacción de neutralización.

Clasificación de la Valoración por Neutralización

• Acidimetrías: Determinación de la concentración de un ácido usando una base de la cual se sabe la concentración.
• Alcalimetrías: Determinación de la concentración de una base usando un ácido del cual se sabe la concentración.

II. Métodos Electroquímicos

Las técnicas electroquímicas se utilizan para cuantificar una sustancia aprovechando sus propiedades eléctricas, como la intensidad, la carga, el potencial y la resistencia.

Técnicas Basadas en Propiedades Eléctricas

• Conductimetría: Utilizada para medir la conductividad eléctrica de una solución.
• Potenciometría: Utilizada para medir el potencial eléctrico de una solución.

Componentes Clave en Potenciometría

Los electrodos son esenciales para la medición del potencial eléctrico:

Electrodos de Referencia

Se encargan de mantener un potencial constante durante la medición.

• Electrodo de Hidrógeno: Se utiliza en condiciones estándar para medir el potencial de otros electrodos.
• Electrodo de Calomelanos: Compuesto por mercurio y cloruro de mercurio, se utiliza para medir el potencial en soluciones acuosas.
• Electrodo de Plata/Cloruro de Plata: Compuesto por plata y cloruro de plata, se utiliza para medir el potencial en soluciones a altas temperaturas.

Electrodos Indicadores

Se encargan de detectar cambios en el potencial eléctrico de la solución.

• Electrodos Metálicos: Se utilizan en reacciones redox y pueden ser de primera, segunda o tercera clase.
• Electrodos Selectivos de Iones: Se utilizan para medir la concentración de un ion específico en una solución.
• Membrana Sensible a Gases: Se utiliza para medir la concentración de CO₂ y O₂ en una solución.
• Biosensores: Utilizan biocatalizadores para detectar la presencia de un analito específico en una solución.

Clasificación de Técnicas Electroquímicas

Las técnicas electroquímicas se clasifican según el proceso que miden:

• Técnicas Electrónicas: Se encargan de medir magnitudes asociadas a procesos en el electrodo, como las reacciones electroquímicas.
• Técnicas Iónicas: Se basan en la medición de las propiedades de la disolución iónica y se clasifican según el lugar donde se lleva a cabo el proceso.

III. Sistemas Electroquímicos (Celdas)

Las celdas son dispositivos donde ocurren las reacciones electroquímicas.

• Celdas Galvánicas: Generan electricidad de forma espontánea a partir de reacciones químicas. En estas celdas, el ánodo es el polo negativo y el cátodo es el polo positivo.
• Celdas Electrolíticas: Requieren una fuente de energía eléctrica externa para impulsar reacciones químicas no espontáneas.