Imatge 1 Eléctrode de referència i l’ESI
La potenciometria és una tècnica instrumental quantitativa amb la qual es pot determinar la concentració d’una espècie química en una mostra líquida mitjançant un elèctrode de referència, un elèctrode d’indicador i un voltímetre. Aquest mètode és molt utilitzat, ja que, en contraposició d’altres tècniques instrumentals, no influeix ni el color ni la terbolesa de la mostra, i el rang de treball és més ampli que moltes altres tècniques. Al Cicle Superior de Química Ambiental del Mercè Rodoreda, apliquem aquesta tècnica, per exemple, per determinar quantitativament la concentració de nitrats d’una mostra de patates. (Imatge 2)
L’elèctrode de referència és un elèctrode que té un potencial estable i conegut; mitjançant una reacció redox s’aconsegueix un potencial constant. El més utilitzat és l’elèctrode plata / clorur de plata (Ag / AgCl); format per un fil de Ag sobre el qual es diposita AgCl, generalment per via electroquímica, en una solució de NaCl o KCl, en la qual el fil de Ag actua com a ànode. També hi ha altres elèctrodes de referència, com l’elèctrode de calomelans, però està en clar desús, a causa de la toxicitat del propi mercuri.
L’elèctrode indicador, s’usa juntament amb l’elèctrode de referència. El senyal que produeix l’elèctrode indicador depèn de l’analit; és sensible a l’analit de què es vol saber la seva concentració. Existeixen de dos tipus fonamentalment: metàl·lics, o selectius d’ions (ESI). En aquest tipus de potenciometría s’utilitza l’ESI com elèctrode indicador.
En resum, l’elèctrode de referència s’utilitza per mesurar el potencial de l’elèctrode indicador, a través la diferència de potencial entre els dos. Com el potencial de l’elèctrode de referència és conegut, es podrà saber el potencial de l’elèctrode indicador.
La peculiaritat d’aquest tipus de potenciometria és l’utilització d’un electrode selectiu d’ions com a electrode indicador. Aquests són elèctrodes que posseeixen una membrana sensible, selectiva a un ió en particular. Aquesta membrana té una solució amb l’analit del qual és selectiva. Es mesurarà la diferencia de potencial entre els dos costats de la membrana. El potencial d’un elèctrode selectiu respon a l’activitat dels ions, no a la seva concentració.
Per a que l’activitat d’un ió i la seva concentració s’assemblin, s’afegeix tant als patrons com a les mostres un ajustador de força ionica. Aquesta és una dissolució de força iònica elevada que no interfereix amb la mostra i que iguala la força iònica de patrons i mostres.
Com exemple, a la determinació de fluorurs per potenciometria amb ESI es sol afegir a la mostra TISAB, una solució que ajusta la força iónica dels fluorurs.
Els ESI desgraciadament no són 100% selectius d’un únic ió, encara que el seu nom ho indiqui. Hi poden haver interferències segons el tipus d’ESI utilitzat. Aquestes interferències solen tenir la mateixa càrrega de l’analit. Llavors, abans de realitzar la potenciometria, cal enmascarar les possibles interferències.
Tot això està molt bé, pero que passa amb els analits gasosos, com l’amoníac?
En aquest cas, l’electròde indicador es posa dins d’un recipient, que està en contacte amb la mostra. Aquest recipient es tanca amb una membrana; aquesta membrana nomès deixa passar el gas el qual volem saber la seva concentració.
Quan obtenim el potencial de la mostra, podem saber la concentració de l’analit amb una expresió nerstiana.
Mostres de patates per determinar la concentració de nitrats per
potenciometria amb electròde selectiu de nitrats
Imatge 1 Eléctrode de referència i l’ESI
