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Questions and Answers
¿Cuál de los siguientes metales se menciona como indicador en un sistema redox?
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¿Qué propiedad es fundamental para que una membrana selectiva de iones sea efectiva?
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¿Cuál de los siguientes electrodos se clasifica como no cristalino?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los electrodos de membrana es correcta?
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¿Qué tipo de matriz se utiliza en un electrodo de líquido inmovilizado?
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¿Qué metal se utiliza como electrodo en una disolución de Ce(III) y Ce(IV)?
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¿Cuál es la función de los electrodos indicadores de membrana?
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¿Cuál de las siguientes características se requiere para una membrana selectiva de iones?
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¿Cuál es una de las funciones de mantener el nivel del líquido interno por encima de la disolución de la muestra?
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¿Cuál de los siguientes electrodos es considerado de primera clase?
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¿Qué sucede cuando se introducen metales fácilmente oxidados como el Zn o Cd en soluciones ácidas?
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¿Qué caracteriza a los electrodos de segunda clase?
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¿Cuál es el error relativo en el potencial medido con una resistencia de 100 MW?
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¿Cuál es una propiedad deseable en un electrodo ideal?
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¿Cuál es la resistencia interna del sistema de electrodo de vidrio mencionado?
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¿Qué puede causar la contaminación de la muestra cuando se utiliza un electrodo de referencia?
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¿Cuál es uno de los problemas asociados con los electrodos metálicos de primera clase?
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Si el dispositivo de medida tiene una resistencia de 100 MW, ¿cuánto se debe aumentar la resistencia eléctrica para disminuir el error instrumental a 0,1 %?
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¿Cuál es el tipo de electrodo que desarrolla un potencial de unión en la membrana que separa la disolución del analito de la disolución de referencia?
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¿Qué característica tienen los medidores utilitarios mencionados?
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¿Cuál es la precisión estimada en unidades de pH de los medidores de investigación?
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¿Qué tipo de medida se realiza en la determinación potenciométrica directa?
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En el convenio de signos para la potenciometría directa, la ecuación para el ánodo incluiría:
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¿Qué caracteriza a los instrumentos de escala expandida en las mediciones de pH?
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¿Cuál es una característica notable de los electrodos de vidrio en relación con los cationes?
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¿Qué método se utiliza para la inmovilización de enzimas en análisis?
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¿Cuál es la respuesta máxima del sensor de pH para el amoníaco (NH4+ → NH3)?
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¿Qué se asocia con la actividad catalítica máxima de la enzima?
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¿Qué papel tienen las enzimas inmovilizadas en los análisis?
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¿Qué tipo de celdas requiere alta resistencia para medir los potenciales?
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¿Cuál es la ventaja de usar sondas sensibles a gases en la medición de concentraciones?
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¿Cómo se lleva a cabo la conversión del NH3 liberado en un sistema enzimático de lecho fijo?
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¿Cuál es la principal función del electrodo de referencia en un sistema de pH?
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¿Qué tipo de electrodos son más utilizados en las mediciones de pH a lo largo del tiempo?
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¿Qué sucede con la sensibilidad al pH de un electrodo de vidrio si se deshidrata?
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¿Cuál de los siguientes cationes no se asocia comúnmente con la conducción eléctrica en el vidrio de silicato?
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¿Qué se requiere para que la superficie de una membrana de vidrio funcione adecuadamente como electrodo de pH?
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¿Cuál es la composición del vidrio utilizado en electrodos de pH como se menciona en el contenido?
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¿Qué desventaja presentan los vidrios no higroscópicos en comparación con los higroscópicos en aplicaciones de electrodo de pH?
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¿Qué propiedad de la membrana de vidrio se ve afectada si se intercambian iones Na+ y Ca2+ por Ba2+ y Li+?
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¿Qué componente del potencial de un electrodo de vidrio influye directamente en su respuesta a [H+]?
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La magnitud del error alcalino en un electrodo de vidrio depende principalmente de:
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¿Cuál es el coeficiente de selectividad que indica una respuesta al ion interferente mucho mayor que al ion analito?
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¿Cómo se comporta el electrodo de vidrio en disoluciones de pH < 0,5?
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¿Qué ocurre con la respuesta del electrodo si kH,B es igual a 1?
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El error ácido en un electrodo de vidrio a 25ºC se considera:
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En relación con la medición de pH, el electrodo de vidrio presenta un error a pH 12 con la siguiente relación de concentración de Na+:
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La expresión para calcular el potencial total del electrodo de vidrio incluye:
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Study Notes
Potenciometría
- Los métodos potenciométricos de análisis se basan en la medición del potencial de celdas electroquímicas sin corrientes significativas.
- Aplicaciones incluyen métodos volumétricos (detección del punto final) y obtención de las concentraciones de iones.
- Equipo necesario: electrodos de referencia e indicador, y un dispositivo para medir el potencial.
Electrodos de Referencia
- Características: poseen un potencial conocido, constante e insensible a la composición de la disolución.
- Ideal: reversible (obedece a la ecuación de Nernst), potencial constante con el tiempo, retorna al potencial original tras pequeñas corrientes, y poca histéresis con ciclos de temperatura.
- Electrodo indicador: responde según la concentración del analito.
Electrodos de calomelanos
- Hg en contacto con solución saturada de Hg2Cl2 que contiene una concentración conocida de KCl.
- La Tabla 23-1 muestra potenciales de electrodo en función de la temperatura para diferentes concentraciones de calomelanos y Ag/ClAg.
Electrodos de referencia de calomelanos (detalles)
- Resistencia alta (≈ 2000 a 3000 Ω).
- Capacidad limitada de transportar la corriente.
- Posible contaminación de la disolución del analito por salida de KCl.
- Ideal para disoluciones viscosas, suspensiones coloidales, o muestras en general.
Electrodos de plata/cloruro de plata
- Alambre de Ag recubierto de AgCl sumergido en solución de KCl saturada.
- Uso adecuado para temperaturas > 60°C.
- Posible obturación de la unión electrodo-solución si reacciona Ag(I) con los componentes.
- Importante mantener el nivel interno de la solución por encima de la muestra.
- Interponer un segundo puente salino entre el analito y el electrodo de referencia para evitar contaminación de la muestra.
Electrodos indicadores metálicos
- Ideal: responde rápidamente y de manera reproductiva a los cambios en la actividad del ion analito.
- Tipos: metálico (primera, segunda o tercera clase), redox, o de membrana.
- Potencial metálico: la tendencia de una reacción redox en la superficie del electrodo.
- Potencial de membrana: potencial de unión que se genera en la membrana que separa la disolución del analito de la disolución de referencia.
Electrodos de primera clase
- Equilibrio directo con el catión que deriva del electrodo metálico.
- Ejemplos: Cu/Cu2+, Zn/Zn2+
- Baja selectividad: interferencias con Ag(I) en la determinación de Cu(II).
- Oxidación de muchos metales en presencia de ácidos.
Electrodos de segunda clase
- Responden a la actividad de un anión que forma un precipitado o un complejo.
- Ejemplos: AgCl/Ag, HgY2-/Hg.
Electrodos de tercera clase
- Responden a un catión diferente en circunstancias especiales.
- Ejemplos: Hg en disoluciones que contienen Ca2+.
- Para obtener potenciales reproducibles a menudo se requiere remover el oxígeno de la disolución.
Electrodos indicadores de membrana
- Clasificación: cristalina (cristal único o mezcla de cristales), no cristalina (vidrio, líquido o líquido inmovilizado en polímero).
- Tipos de membranas: selectivas de iones (respuesta a pX, pH, etc.).
- Características: baja solubilidad, conductividad eléctrica y reactividad selectiva con los iones del analito (intercambio iónico, cristalización, o complejación).
Medida de pH con electrodo de vidrio
- Electrodo de referencia externo (calomelano o Ag/AgCl).
- Electrodo de vidrio interno (estéril a pH).
- Primeros sistemas electrodo de vidrio/electrodo de calomelanos.
- Electrodo interno insensible al pH.
- Membrana de vidrio sensible al pH.
- Medición potenciométrica directa de pH.
Curvas de calibración para las medidas de concentración
- Usada para obtener resultados en términos de concentración.
- Se mide el potencial del sistema electródico antes y después de agregar el patrón a un volumen conocido de la muestra.
- Se asume que la adición no afecta la fuerza iónica ni el potencial de unión.
Métodos de calibración del electrodo
- K se determina midiendo Ecelda usando disoluciones estándar.
- El método es sencillo, rápido, y adaptable a sistemas de monitoreo continuo.
- La exactitud está limitada por la incertidumbre en el potencial de unión.
Valoraciones potenciométricas
- Se usa el potencial de un electrodo indicador para encontrar el punto de equivalencia.
- No se necesitan indicadores visuales, lo que permite medir en disoluciones turbias o coloreadas.
- Los métodos de titulación potenciométrica son más rápidos y precisos.
- El uso de un sensor para controlar el pH permite obtener el punto final de la titulación.
Métodos alternativos para alcanzar el punto final
- Un método para encontrar el punto final de una titulación es controlar la reacción de titulación con un sensor que responda a la concentración del analito.
- Localizar el punto de inflexión o la derivada primera o segunda de la curva de valoración también proporciona el punto final.
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Description
Explora los métodos potenciométricos de análisis y las características de los electrodos de referencia, incluidos los electrodos de calomelanos. Este cuestionario profundiza en la medición del potencial electroquímico y sus aplicaciones en la determinación de concentraciones de iones. Ideal para estudiantes de química que desean entender estos conceptos clave.
