INTRODUCCION

La potenciometra es una tcnica electroanaltica con la que se puede determinar la concentracin de una especie electroactiva en una disolucin empleando un electrodo de referencia (un electrodo con un potencial constante con eltiempoy conocido) y un electrodo detrabajo(un electrodo sensible a la especie electroactiva).

Los mtodos potenciomtricos se basan en la medicin del potencial en una celda electroqumica sin paso de corriente apreciable. En base a ello, se puede utilizar la potenciometra para determinar puntos finales de valoraciones. Ms recientemente, las concentraciones inicas selectivas se miden a travs del uso de electrodos de membrana diseados especficamente.

Est tcnica es usada ampliamente. Ofrece varias ventajas por encima del resto de los mtodos analticos. Los electrodos ests considerablemente libre de interferencias, es ms econmico rpido y seguro. Por ello, en los ltimos tiempos estos mtodos han prcticamente desplazado a los dems en muchos tipos de estudios.Tambin resultan muy tiles en la determinacin de las constantes fundamentales de reacciones qumicas, como las constantes de equilibrio. Fundamentalmente, el mtodo se basa en La disposicin de dos electrodos, uno de referencia y uno indicador, y un dispositivo de medida de potencial. Estos al trabajar en conjunto pueden realizar una medida ajustada del potencial de una celda con respecto a un valor de referencia. Esta informacin est ntimamente ligada a la concentracin de las especies inicas en la solucin por medio de la ecuacin de Nernst.Entre las aplicaciones ms comunes de la potenciometra estn los estudios de contaminantes en las aguas urbanas, la caracterizacin fsico qumica de productos de consumo humano, titulaciones potenciomtricas, etc.Existen electrodos de trabajo de distinto tipo tiles para distintos cationes o aniones. Cada vez son ms usados los electrodos selectivos de iones (ESI) o electrodos de membrana. Uno de los ms empleados, que se comenz a utilizar a principios del siglo XX, es el electrodo de pH (un electrodo de vidrio). Tipos de electrodos:

Electrodo metlico Electrodo de membrana cristalina Electrodo de vidrio Electrodo de membrana lquida Electrodo de membrana polimricaTambin existen diferentes tipos de electrodos Indicadores:- Electrodos de Membrana Vidrio Membrana Lquida Membrana Cristalina Gases- Electrodos Indicadores Metlicos: Metales Inertes Primera Especie Segunda EspecieTambin se emplea la potenciometra en distintas aplicaciones como en sondas sensibles a gases o lquidos, para valoraciones potenciomtricas.

MuestrasEstadoSe pueden analizar fcilmente la mayora de las muestras lquidas y gaseosas. Las muestras slidas se pueden analizar si es posible prepararlas en forma de solucinCantidadLos lmites de deteccin son de aproximadamente 10-5 a 10-6 M para electrodos convencionales. Para sensores de gas, los lmites de deteccin varan entre 0,01 y 5 ppm.PreparacinSe requiere poca preparacin para muestras lquidas y gaseosas. Las muestras slidas se deben preparar en solucin. Los slidos orgnicos que no se disuelven fcilmente (tales como alimentos, vegetales y productos farmacuticos) se deben calcinar primero, y luego extraer los iones empleando un solvente adecuado.Tiempo del AnlisisEl tiempo requerido para el anlisis vara segn el electrodo usado, el analito determinado y la concentracin del mismo. Un electrodo de respuesta rpida, tal como el electrodo de pH, se puede calibrar y usar para determinar el pH de una muestra en 1 minuto o menos. Para electrodos de ion selectivos convencionales, los tiempos tpicos de anlisis de muestras sin incluir el tiempo de calibracin, varan de 5 a 60 segundos, mientras que los sensores de gas y enzimticos requieren de 1 a 5 minutos o ms para la determinacin de una muestra simple.12Limitaciones Generales Hay muchos iones para los cuales no existe un electrodo selectivo La mayora de los electrodos requiere calibracin frecuente para usar en anlisis cuantitativo preciso Se requiere a menudo una muestra regulada para evitar la interferencia OH- / H+ Se deben tener en cuenta los efectos de la matriz (esto es, diferencias en fuerzas inicas, electrolitos presentes en la muestra y su influencia sobre el potencial de unin y la presencia de especies que pueden arruinar la superficie activa del electrodo

Potencial Hidrgeno (pH)En 1909, el qumico dans Sorensen defini el potencial hidrgeno ( pH ) como el logartmo negativo de la concentracin molar ( mas exactamente de la actividad molar ) de los iones hidrgeno. Esto es: pH = - log [H + ] Desde entonces, el trmino pH ha sido universalmente utilizado por la facilidad de su uso, evitando asi el manejo de cifras largas y complejas. Por ejemplo, una concentracin de [H+] = 1x10-8 M ( 0.00000001) es simplemente un pH de 8 ya que : pH= - log[10-8] = 8 La relacin entre pH y concentracin de iones H se puede ver en la siguiente tabla, en la que se incluyen valores tpicos de algunas sustancias conocidas:

DEFINICINTal como el "metro" es una unidad de medida de la longitud, y un "litro" es una unidad de medida de volumen de un lquido, el pH es una medida de la acidez o de la alcalinidad de una sustancia.El pH se define como el logaritmo negativo de base 10 de la actividad de los iones hidrgeno:\mbox{pH} = -\log_{10} \left[ \mbox{a}_{H^+} \right]Se considera que p es un operador logartmico sobre la concentracin de una solucin p = log[...]. Tambin se define el pOH, que mide la concentracin de iones OH.Puesto que el agua est adulterada en una pequea extensin en iones OH y H3O+, se tiene:K (constante)w (water; agua) = [H3O+][OH] = 1014, donde [H3O+] es la concentracin de iones hidronio, [OH] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto inico del agua, que vale 1014.Por lo tanto,log Kw = log [H3O+] + log [OH]14 = log [H3O+] + log [OH]14 = log [H3O+] log [OH]pH + pOH = 14

Por lo que se pueden relacionar directamente los valores del pH y del pOH.En disoluciones no acuosas, o fuera de condiciones normales de presin y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolucin es neutra est relacionado con la constante de disociacin del disolvente en el que se trabaje.Muestreo de pHLas muestras para determinar pH, debern ser tomadas en recipientes de polipropileno y asegurndose que estn bien tapadas, se recomienda analizar el pH lo ms pronto posible y evitar la exposicin al aire, en especial las muestras de aguas alcalinas, ya que el CO2 del aire, tiende a reaccionar con la alcalinidad de la muestra y variar su pH.MedicinEl pH-metro (Figura de la derecha) realiza la medida del pH por un mtodo potenciomtrico. Este mtodo se basa en el hecho de que entre dos disoluciones con distinta [H+] se establece una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial determina que cuando las dos disoluciones se ponen en contacto se produzca un flujo de H+, o en otras palabras, una corriente elctrica. En la prctica, la medida del pH es relativa, ya que no se determina directamente la concentracin de H+, sino que se compara el pH de una muestra con el de una disolucin patrn de pH conocido.

Para ello se utiliza un electrodo de pH (ver tabla inferior). Cuando el electrodo entra en contacto con la disolucin se establece un potencial a travs de la membrana de vidrio que recubre el electrodo. Este potencial vara segn el pH. Para determinar el valor del pH se necesita un electrodo de referencia, cuyo potencial no vara. El electrodo de referencia puede ser externo o puede estar integrado en el electrodo de pH (ver tabla inferior). Electrodo de pHElectrodo de referencia y medida del pH La diferencia de potencial (E) es proporcional a [H+], y viene definida por la ecuacin de Nernst:

E medido = E referencia + (2,3 RT/NF) pH

Donde E medido es el potencial (en voltios) detectado a travs de la membrana de vidrio, E referencia es el potencial del electrodo de referencia, y (2,3 RT/NF) es el factor de Nernst, que depende de la constante de los gases (R), la constante de Faraday (F), la carga del in (N), que para el pH vale 1, y la temperatura en grados Kelvin (T). El comportamiento del electrodo depende de la temperatura. Por eso es importante que a la hora de calibrar el pH-metro siempre esperemos a que las disoluciones patrn sacadas de la nevera se pongan a temperatura ambiente (Figura de la derecha).

Como a 25C el factor de Nernst vale aproximadamente 0,06 y el potencial de referencia se considera igual a cero, la ecuacin de Nernst queda reducida a:

E medido = -0,06 pH

Este mtodo ofrece numerosas ventajas respecto al mtodo colorimtrico:

Es ms preciso, ya que permite apreciar diferencias de 0,005 unidades de pH mientras que el mtodo colorimtrico slo aprecia diferencias de 0,1 unidades de pHNo se ve afectado por la coloracin que pueda presentar la muestra, como ocurre con el mtodo colorimtricoCONDUCTIVIDADConductividad es la capacidad de conducir. Aplicado a diferentes mbitos puede referirse a: Conductividad elctrica, capacidad de un medio o espacio fsico de conducir la electricidad. Conductividad molar, conductividad elctrica cuando existe 1 mol de electrolito por cada litro de disolucin. Conductividad trmica, capacidad de los materiales para conducir el calor. Conductividad hidrulica, representa la mayor o menor facilidad con que el medio deja pasar el agua a travs de l por unidad de rea transversal a la direccin del flujo. Tiene las dimensiones de una velocidad (L T-1) y modernamente se distinguen dos tipos: la conductividad hidrulica darciana o lineal, KD y la conductividad hidrulica turbulenta, KT.

Introduccin terica:La conductividad es una expresin numrica de la capacidad de una solucin para transportar una corriente elctrica. Esta capacidad depende de la presencia de iones y de su concentracin total, de su movilidad, valencia y concentraciones relativas as como de la temperatura de medicin. Cuanto mayor sea la concentracin de iones mayor ser la conductividad.En las aguas continentales los iones que son directamente responsables de los valores de conductividad son entre otros el calcio, magnesio, potasio, sodio, carbonatos, sulfatos y cloratos.La medicin fsica practicada suele ser de la resistencia. La magnitud de la resistencia medida en una solucin acuosa depende de las caractersticas de la clula de conductividad utilizada y slo tiene sentido si se conocen esas caractersticas.Segn el sistema de unidades utilizado la conductividad se puede expresar de diferentes formas, lo ms comn es expresarla en microhomios por centmetro (mhos/cm) o si utilizamos el sistema internacional en micro siemens por centmetro (S/cm). Para poder relacionar ambas unidades tendremos en cuenta que 1 mS/m = 10 mhos/cm.Con respecto a las aguas naturales la medida de la conductividad tiene varias aplicaciones, tal vez la ms importante sea la evaluacin de las variaciones de la concentracin de minerales disueltos en aguas naturales y residuales. La variacin estacional mnima que se encuentra en las aguas embalsadas contrasta notablemente con las fluctuaciones diarias de algunas aguas de ro contaminadas. Las aguas residuales que contienen cantidades significativas de desechos industriales muestran tambin una variacin diaria considerable.Para conocer el grado de pureza del agua de un ro podemos recurrir a datos tabulados de la conductividad que nos ofrecen los valores umbrales a partir de los cuales un agua es ms o menos apta para su consumo:CALIDAD DEL AGUAPURAPOCO CONTAMINADACONTAMINADAMUY CONTAMINADAEXCESIVAMENTE CONTAMINADA

CONDUCTIVIDAD ( S / cm )860

Procedimiento experimental:El procedimiento experimental a seguir para la determinacin de la conductividad en el mismo lugar de la toma de muestra es muy sencillo, se basa en tomar una alcuota de la muestra de agua en un vaso de precipitados e introducir en ella el dispositivo apropiado del conductmetro procurando que quede bien cubierto, de esa forma podremos leer el valor de la conductividad en la pantalla del aparato.Para realizar medidas in situ de la conductividad se utilizan dispositivos parecidos a este: CONDUCTIMETROResultados y conclusiones:Los datos obtenidos en las medidas realizadas son los siguientes:LUGARCONDUCTIVIDAD(S/cm)

Mejorada889

Arganda795

Si comparamos los resultados obtenidos con los datos de la tabla de pureza del agua observamos que el agua de Mejorada se puede clasificar como excesivamente contaminada, ya que supera los 860S/cm y el agua de Arganda como muy contaminada, esto quiere decir que el agua tomada en la parte del ro que corre por Arganda es de mejor calidad en cuanto a conductividad que la tomada en Mejorada, de todas formas ninguna de las dos tiene una conductividad que la pueda hacer apta para el consumo.

POTENCIAL REDOX

El potencial redox es una medida de la actividad de los electrones que su objetivo principal es cuantificar si una sustancia es un fuerte agente oxidante o un fuerte agente reductor. Est relacionado con el pH y con el contenido de oxgeno. Es anlogo al pH ya que el pH mide la actividad de protones y el potencial redox mide la de los electrones.Oxidacin: Se le llama oxidacin a la prdida de electrones que experimenta una sustancia. Reduccin: es la ganancia de electrones que experimenta una sustancia.AGENTES DE LA REDOX

El agente reductor es aquel elemento qumico que suministra electrones de su estructura qumica al medio, aumentando su estado de oxidacin, es decir, siendo oxidado. El agente oxidante es el elemento qumico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidacin inferior al que tena, es decir, siendo reducido.Ejemplo:

Reglas para asignar el nmero de oxidacin El nmero de oxidacin de todos los elementos sin combinar es cero. Independientemente de la forma en que se representen. El nmero de oxidacin de las especies inicas monoatmicas coincide con la carga del ion. El nmero de oxidacin del hidrgeno combinado es +1, excepto en los hidruros metlicos, donde su nmero de oxidacin es 1 (ej: AlH3, LiH) El nmero de oxidacin del oxgeno combinado es 2, excepto en los perxidos, donde su nmero de oxidacin es 1 (ej.:Na2O2, H2O2). El nmero de oxidacin en los elementos metlicos, cuando estn combinados es siempre positivo y numricamente igual a la carga del ion. El nmero de oxidacin de los halgenos en los hidrcidos y sus respectivas sales es 1, en cambio el nmero de oxidacin del azufre en su hidrcido y respectivas sales es 2. El nmero de oxidacin de una molcula es cero. O lo que es lo mismo, la suma de los nmeros de oxidacin de los tomos de una molcula neutra es cero.

Todo proceso redox requiere del ajuste estequiomtrico de los componentes de las semirreacciones para la oxidacin y reduccin.Para reacciones en medio acuoso, generalmente se aaden: En medio cido iones hidrgeno (H+), molculas de agua (H2O), y electrones En medio bsico hidroxilos (OH), molculas de agua (H2O), y electrones para compensar los cambios en los nmeros de oxidacin.

Calculo del potencial redoxLos agentes oxidantes fuertes tienen un bajo potencial de transferencia de electrones. Los agentes oxidantes y reductores se producen en parejas, con un agente reductor fuerte junto a un agente oxidante dbil y viceversa. La unidad de medida es el Mili voltio (mV), el potencial redox se calcula como:Eh = 1, 234 0,058 pH + 0,0145 log (10) PoSiendo Po la presin parcial de oxgeno expresada en atmsferas.Dado que estos procesos implican transferencia de electrones, la medicin de la separacin de carga resultante puede ser cuantificada por el voltaje medido entre la pareja y una media-clula de hidrgeno estndar con 1 molar y 1 atmsfera de presin de hidrgeno en ella. El potencial redox del hidrgeno es cero a pH = 0, pero para las tabulaciones, se utiliza para el hidrgeno un pH = 7, y en esas condiciones su potencial redox es -0,421 voltios.

tabla de potenciales de reduccin estandarAplicacin del potencial redox Potencial redox como condicin ecolgica

En el sedimento del fondo de los ecosistemas acuticos encontramos una zona superior oxidada y a medida que se agota el suministro de oxgeno en profundidad aparece una zona reducida. El potencial es positivo en la zona oxidada y negativo en la zona reducida o del sulfuro.

En la zona reducida la actividad microbiana recupera hacia arriba los nutrientes en forma de gases. La mayor parte de los animales del bentos estn en la zona oxigenada como son los poliquetos, lamelibranquios, coppodos, platelmintos, ciliados y nematodos.

La zona oxidada puede ser delgada y si el agua por encima del fondo se vaca de oxgeno la zona reducida se va extendiendo hacia arriba como ocurre en el mar Negro.

En la zona de transicin existen bacterias quimio intticas y fotosintticas en el caso de que haya luz.

En la zona reducida slo las bacterias anaerobias como las reductoras del sulfato y las del metano, protozoos anaerobios que se nutren de bacterias y algunos nematodos.

Este mtodo nos ayuda a determinar qu tan sucia puede estar el agua cmo se puede determinar?El oxgeno resulta ser el oxidante principal en los acuarios marinos, es decir que a mayor cantidad de oxgeno en nuestro acuario el Redox aumenta y concentraciones bajas de oxgeno.Es entendible que a mayor suciedad del agua, reduce la capacidad de oxidacin y por lo tanto da valores numricos menores. La medida adecuada debe estar entre 200 a 300mV para acuarios marinos y hasta 380 para arrecife.

En la fotosntesis, el CO2 es reducido (gana electrones) y el H20 es oxidada (pierde electrones) para formar carbohidratos y O2, en un proceso, que de otra forma sera endergnico, y que est impulsado por la energa de la luz.

En el metabolismo aerbico, realizado por todos los eucariotas y por muchos procariotas, tiene lugar un proceso prcticamente inverso a la reaccin global de la fotosntesis, que permite almacenar la energa libre producida en la oxidacin de los carbohidratos y de otros compuestos orgnicos, en forma de ATP.

Descomposicin.- Cuando no hay oxgeno, la oxidacin de la materia orgnica se hace a expensas de la reduccin de otros compuestos: de sulfato a sulfito, de nitrato a nitrito. Si no hay compuestos a reducir se acumula materia orgnica en el sedimento.

http://www.acuarios-marinos.com/dilogos-marinos/195-orp-potencial-redox-que-es-que-significa.htmlhttp://www.slideshare.net/CarlosIbal/potencial-xido-reduccin-qumica-analticahttp://docencia.izt.uam.mx/japg/RedVirtualJAP/CursoDRosado/3_EnzimologiayBioenergetica/4Potencial-Redox.pdfhttp://cienciaybiologia.com/ecologia/el-potencial-redoxhttp://html.rincondelvago.com/analisis-fisico-quimico-de-aguas-y-productos-industriales_1.html