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INTRODUCCIÓN
• Basado en el uso de la ley de Faraday de la Electrólisis, que relaciona la cantidad de electricidad utilizada para forzar una reacción de electrodo con la cantidad de sustancia reaccionada.
• El propósito es que el analito de interés debe oxidarse o reducirse en el electrodo de trabajo.
MÉTODO COLUMBIMÉTRICO
• Mide la cantidad de carga eléctrica, necesaria para modificar cuantitativamente el estado de oxidación del analito.
• De acuerdo a la ley de Faraday, la cantidad de reacción química producida por electrólisis es proporcional a la cantidad que pasa.
Esta cantidad se mide con la integridad de tiempo de corriente.
Permite determinar cuantitativamente con 100 % de eficiencia en la corriente.
TIPOS COLUMBIMÉTRICOS DE ANÁLISIS
COLUMBIMETRÍA A POTENCIAL CONTROLADO
• Determina si la sustancia se oxida o reduce directamente a uno de los electrodos.
• Potencial de electrodo de trabajo es un valor constante durante el proceso de trabajo.
COLUMBIMETRÍA A CORRIENTECONSTANTE O DE TITULACIÓN
• Se basa en la medida de la capacidad del analito de combinarse con un reactivo estándar.
• El reactivo, son los electrones y la solución estándar, es una corriente constante.
• Existen dos tipos de titulaciones:
! Titulación Columbimétrica Primaria! Titulación Columbimétrica Secundaria
Titulación Columbimétrica Primaria
Se realiza únicamente con electrodos plata-metálicos o amalgamas de mercurio.La sustancia a determinar reacciona directamente en el electrodo.
Titulación Columbimétrica Secundaria
Un amortiguador de oxidación y reducción sirve como precursor del titulante.
COLUMBIMETRÍA A POTENCIAL CONTROLADO
El potencial del electrodo se mantiene a un nivel constante, donde el analito es responsable de conducir la corriente entre el electrodo y la solución.La curva, intensidad de corriente vs tiempo es la cantidad de Q.
INSTRUMENTACIÓN
• Celda de electrólisis.• Potenciostato.• Dispositivo de Integración.
CELDAS ( 2 tipos)
Gas inerte
Tubos del puente salino
Electrodo de trabajode rejilla de platinode malla 45
Desecho
2.2 cm
Electrodo auxiliar
Tapa de la celdade teflón
AgitadorElectrodo dereferencia ECS
Contacto del electrodode trabajo de platino
Llave de cierrede teflón
• Rejilla de Platino : Formado por un electrodo de trabajo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia.Un puente salino que separa al electrodo auxiliar del analito.
Electrodo dereferencia ECS
Solución
Solución
Solución
Electrodo auxiliarTubo Vycor poroso
Tapa de la celdade teflón
Tinta de mercurio
Desecho
Filamentode platino
Mercurio
Llave de cierrede teflón
Tubo de puentesalino del electrodode referencia.
0.8 cm
• Tinta de Mercurio : Formado por cátodos de Mercurio. Útil para ciertos compuestos orgánicos.
POTENCIOSTATOEstá automatizado y equipado con un dispositivo de registro que proporciona:
Tiempo
Cor
rient
e
t0
COULOMBÍMETROIntegrador de corriente electrónica que da el número de Q.
COLUMBIMETRÍA A CORRIENTECONSTANTE
Se lleva a cabo en una fuente de corriente constante o ampereostato.El exceso de reactivo auxiliar oxida o reduce el electrodo y forma un producto que reacciona con el analito.
INSTRUMENTACIÓN
• Fuente de corriente constante.• Celdas para titulaciones columbimétricas
FUENTE DE CORRIENTE CONSTANTE
Fuentede corrientecontinua
Amperímetro Vaso detitulación
RD
R2
2Interruptor
22:01 Cronómetrodigital
Fuentede 110 v.
Formado por un ampereostato, recipiente para titulación, un interruptor, un cronómetro eléctrico y un dispositivo para medir la corriente.
CELDAS PARA TITULACIONESCOLUMBIMETRICAS
Electrodo Generador Hacia la fuentede corriente contínua
Solución deelectrolito
Electrodoauxiliar
Disco de vidrio fritado
Agitador magnético
Barra deagitación
Electrodogenerador
Mercurio
Se forma un reactivo. Lámina rectangular de platino, filamento en espiral o rejilla cilíndrica.
Electrodo AuxiliarPara completar el circuito, se aisla del medio por un disco de vidrio fritado.
VENTAJAS
• Eliminación de problemas de preparación, estandarización, almacenamiento (reactivos lábiles)
• Análisis de cantidades pequeñas de analito.• Automatización más fácil (Intensidad de
corriente – Flujo de un líquido).
Ambos métodos tienen una exactitud comparable.
APLICACIONES A POTENCIAL CONTROLADO
• Método empleado: Energía Nuclear para determinar Uranio y Plutonio.
• Se han aplicado en la determinación de 55 elementos inorgánicos también orgánicos.
• Se efectúa con instrumentos automáticos con un error de pocas décimas x 100.
• Desventaja: Requiere t de electrólisis largo.• Hg " cátodo más adecuado.
APLICACIONES DE TITULACIONESCOLUMBIMÉTRICAS
Potenciómetro
CátodoElectrodo de Pzgenerador
Barra deAgitación
AnodoElectrodo
Electrolito
Agitadormagnético
Disco de vidrio fritado osinterizado.
Marcador detiempo
Fuente de corrientecontínua
Determinación Fe +2
• Añadir un exceso de Cerio ( Ce+3) a una solución ácida de la muestra.
• Se oxida el Ce+3 en Ce+4 en el electrodo de trabajo y reacciona con el Fe+2.
PRODUCIENDO UNA REACCIÓN
Ce+4 + Fe+2 Ce+3 + Fe+3
Anodo " Exceso de Ce+3 el potencial se estabiliza ocurriendo una reacción secundaria lenta donde el Ce+3 oxida al agua a oxígeno.
Ce+4 + 1e- Ce+3
2H2O 2e- + O2 (g) + 2H+
EN CONCLUSIÓN
• Es una técnica de análisis cuantitativo (Determina la cantidad de electricidad en reacción) utilizado en la determinación de minerales en ciertos alimentos.
• No siempre es común en el laboratorio, debido a que requiere un material muy costoso y en el análisis requiere un tiempo largo, es por eso que no es tan utilizado.
