Electrodos de Membrana: Medición selectiva de cationes y aniones

TEMA 9: 3.2) ELECTRODOS DE MEMBRANA

Permiten llevar a cabo determinaciones rápidas y selectivas de numerosos cationes y aniones mediante medidas potenciométricas directas. Se denominan también 'electrodos selectivos de iones', debido a su alta selectividad, y también 'electrodos de plon', ya que su respuesta es una función 'p' (pH, pCa...). Todos estos electrodos incorporan una membrana sensible, cuyas propiedades son:

• Tienen una mínima solubilidad en disoluciones del analito.
• Deben presentar conductividad eléctrica.
• Por último, debe haber reactividad selectiva con el analito.

La membrana o algunas de las especies contenidas en ella deben ser capaces de enlazarse selectivamente con los iones del analito.

3.2.1) ELECTRODO DE MEMBRANA NO CRISTALINA:

(1) ELECTRODO DE MEMBRANA DE VIDRIO:

Este electrodo se utiliza para hacer mediciones de pH y consta de un electrodo indicador de vidrio y un electrodo de referencia, ambos sumergidos en la disolución cuyo pH se desea conocer.

Fundamento: El electrodo mide la diferencia de potencial a través de una membrana de vidrio que separa la disolución del analito de una disolución de referencia, esta última acidez conocida. La membrana permite establecer la diferencia de potencial entre la disolución interna, cuya concentración de protones es conocida, y la disolución externa, cuya concentración de protones no se sabe.

Componentes de la celda son:

• La membrana de vidrio delgada, sensible al pH.
• En su interior, un pequeño volumen de HCl 0.1M saturado en AgCl, que constituye el electrodo de AgCl/Ag.
• También está constituida por un hilo y por un electrodo de referencia.

Composición y estructura de las membranas de vidrio: El vidrio corresponde a un silicato, por lo que tiene una estructura de silicatos en la que un átomo de Si se encuentra rodeado por 3 átomos de O en el plano y otro átomo de O por encima o por debajo de este, formando una red tridimensional infinita de grupos SiO4- en la que cada átomo de Si está unido a 4 átomos de O y este a dos de Si. Dentro de los intersticios de la estructura existen cationes monovalentes (Na+ y Li+) que pueden moverse dentro de la estructura, siendo los responsables de la conducción eléctrica en el interior de la membrana.

Características de la membrana: Para el debido funcionamiento de la membrana, esta tiene que estar hidratada, por eso se dan medidas erróneas en disolventes no acuosos. Asimismo, se pierde la sensibilidad en la medida del pH cuando la membrana se deshidrata. También, cuando las concentraciones externas e internas son iguales, el potencial no siempre vale 0 (se mide un potencial de asimetría).