POTENCIOMETRIA DIRECTA I

1. Construir un electrodo de referencia.
2. Construir un electrodo indicador
3. Ensayar determinaciones cuantitativas

- por método operacional
- por interpolación en la curva de calibración
- por adición estándar

PROCEDIMIENTO

1.0.- CONSTRUCCION DE UN ELECTRODO DE REFERENCIA.

Construya un electrodo de referencia basado en el sistema Ag/AgCl/KCl(sat). Para ello,

- Recubra, por electrólisis (oxidación anódica), un alambre de plata con una película de cloruro de plata. Para ello, introduzca parcialmente el alambre de plata limpio (de unos 7 cm), soldado al cable de conexión), junto a un segundo electrodo (puede ser otro de plata o uno inerte-platino o grafito) en una solución de KCl aproximadamente 1M. Conecte el electrodo a tratar al polo positivo de una pila de 1,5 V y el inerte, al polo negativo; efectúe la electrólisis por unos 10 a 20 segundos. Invierta la polaridad para limpiar y recubrir alternadamente varias veces el electrodo de plata: cuando esté adecuadamente recubierto el electrodo con AgCl, tomará un color violáceo oscuro. Desconéctelo, lávelo bien y déjelo en agua.

- Vierta en el tubo de vidrio (aprox. 0,8 x 10 cm) con fibras de asbesto selladas en un extremo (con lo cual se establecerá la unión líquida), solución saturada de KCl que también está saturada en AgCl y

- Arme el electrodo fijando dentro de este tubo el alambre de plata que recubrió con AgCl.

2.0.- CONSTRUCCION DE UN ISE PARA IODURO

Pese unos 200 mg de AgI e igual cantidad de Ag₂S, mezcle íntimamente y comprima esta mezcla en un dado para hacer pastillas de KBr para IR de unos 13 mm de diámetro, por 1 hora con unas 10 toneladas. Con pegamento epóxico, pegue esta pastilla al extremo de un tubo de vidrio grueso de unos 13 x 120 mm.

Vierta en este tubo solución aproximadamente 0,001 M de Kl (puede ser de la misma solución de KI, adicionada de ISA, empleada para calibrar el electrodo) e introduzca en él, el electrodo de referencia que construyó anteriormente.

3.0.- CALIBRACION DEL ELECTRODO

Prepare una serie de soluciones de ioduro de concentraciones 1,0 x 10^-1 a 1,0x10^-5 M, por dilución sucesiva, a partir de Kl.

Todas las soluciones que se miden -de calibración y problemas- deben tener aproximadamente la misma fuerza iónica. Emplee como ISA, solución 5 M de NaNO₃ en la proporción de 2 ml de ISA para 100 ml de solución (de calibración o muestra). Puede agregar 2 ml de ISA a 100 ml de muestra o bien, colocar el volumen de ISA necesario en un matraz aforado y enterar a volumen con la muestra; lo importante es que -para una serie de medidas- proceda siempre de la misma manera.

La celda potenciométrica empleada para esta determinación de ioduro estará constituida por el ISE-I^- que construyó Ud., introducido en la solución a medir y un electrodo de referencia adecuado (probablemente se le entregará un ECS o un electrodo de Ag/AgCl comercial); en caso necesario deberá emplear, además un puente salino secundario para evitar contaminar la solución que está analizando con alguno de los iones contenidos en la solución interna que drena este electrodo de referencia (p.ej., K⁺ , Cl^- y Hg²⁺₂ o Ag⁺).

Arme prolijamente el dispositivo experimental; conecte los electrodos al Pehachímetro/milivoltímetro que se le ha proporcionado: electrodo de referencia al enchufe marcado como tal, el ISE al otro (marcado como "glass, - combined, - ind. electr", según el instrumento) y utilícelo en el modo "mV".

Lave muy bien los electrodos y mida -bajo agitación- sucesivamente cada solución de calibración, comenzando con la más diluida. No hace falta lavar los electrodos al pasar a soluciones más concentradas. Mida también la muestra problema, pero ahora lave cuidadosamente los electrodos con agua y luego con una porción de la muestra, antes de introducirlos en la solución. Mantenga una agitación constante y similar para cada solución (tenga cuidado que no se caliente por efecto de la agitación!); efectúe la lectura una vez que se ha estabilizado el potencial, lo que dependerá de la concentración de la solución, entre otros factores. Tenga especial cuidado de no contaminar accidentalmente las soluciones, especialmente las diluidas.

4.0.- INFORME

4.1.- Trace la curva de calibración para el ISE que construyó, graficando los potenciales de la celda (mV) en función del logaritmo de la concentración de las soluciones respectivas.

- Calcule la pendiente del electrodo en el tramo de respuesta lineal; exprésela también como % del valor teórico a la temperatura de trabajo.
- Establezca el rango de concentraciones utilizable.

4.2.- Determine la concentración de su muestra problema por interpolación en la curva de calibración.

4.3.- Calcule la concentración de su muestra por el método operacional.

4.4.- Determine la concentración de su muestra, por adición estándar. Para ello, mida el potencial de la celda que contiene un volumen conocido de su muestra y luego incremente la concentración del analito (tome como base la concentración que obtuvo en 4.2 o 4.3) de modo que el potencial cambie en unos 20 a 40 mV al adicionar un volumen conocido de la solución patrón.

Calcule la concentración de su muestra problema. (Si lo desea, puede practicar también la adición estándar múltiple, en tal caso, use el valor experimental de la pendiente del electrodo).

5.0- ADQUISICIÓN Y PROCESAMIENTO DE DATOS CON UN PC

El empleo del programa "POT-D/DAT" permite adquirir datos desde un pehachímetro/milivoltímetro con microprocesador e interfase RS-232C (por ejemplo el Hanna HI 917) conectado a un PC 386 o superior y procesarlos. El pehachímetro/milivoltímetro proporcionará al PC el potencial de la celda potenciométrica y la temperatura de la solución; Ud. deberá ingresar al computador los datos adicionales. Con el sistema puede:

- Obtener una curva de calibración con los patrones adecuados
- Calcular los parámetros que caracterizan los electrodos
- Obtener la concentración de muestras

Familiarícese con el programa. Utilícelo para calibrar su electrodo y obtener la concentración de su muestra por interpolación.