Curs 6-7

APARATE ȘI SISTEME DE MASURĂ ȘI CONTROL ÎN PROTECȚIA MEDIULUI

Asist. Asoc.univ. Isabela Maria Simion

Curs 6-7. Metode electrochimice de analiză. Metode potențiometrice.

Metodele electroanalitice reprezintă totalitatea metodelor analitice care măsoară potenţialul (Volţi) şi/sau intensitatea curentului electric (Amperi) într-o celulă electrochimică ce conţine analitul.

Concentrația analitului se determină prin măsurarea semnalului analitic (potențialul electric sau intensitatea curentului electric).

Clasificarea metodelor electrochimice de analiză în funcție de modul de funcționare a celulei:

Metode statice sau nefaradeice - când celula electrochimică funcţionează în absenţa curentului electric (când nu are loc electroliza). Metode dinamice sau faradeice - când celula electrochimică funcţionează în prezența curentului electric (când are loc electroliza).

Clasificarea metodelor electrochimice de analiză în funcție de parametrul care se menţine constant şi parametrul care se măsoară:

Metode potenţiometrice: se măsoară diferenţa de potenţial dintre electrozi (i = constant);

Metode voltametrice: se măsoară curentul electric în celulă, în timp ce potenţialul celulei este modificat controlat. Voltametria prezintă două ramuri: polarografia și amperometria.

Metode coulometrie: se măsoară intensitatea curentului electric în celulă, în timp.

Potențiometria

Potențiometria este metoda de analiză în care se masoară potențialul unei celule electrochimice (diferența de potențial dintre un electrod indicator și un electrod de referință) la curent constant. Potențialul măsurat (semnalul analitic) este proporțional cu concentrația analitului din proba de analizat.

Clasificarea potențiometriei Potentiometria directă este metoda potențiometrică în care se determină potențialul celulei și apoi se calculează concentrația analitului pe baza relației lui Nernst.

Potentiometria indirectă (titrarea potențiometrică) este metoda potențiometrică în care se înregistrează variația potențialului celulei electrochimice funcție de volumul de soluție standard adăugată, urmată de determinarea volumului de echivalență.

Potențiometria directă Potențometria directă este oficializată în Farmacopeea Europeană 6.0. Potențiometria directă permite determinarea rapidă a activității (respectiv concentrației) analitului în mod direct, prin compararea potențialului unui electrod indicator imersat în soluția de analizat a analitului cu potențialul său în una sau mai multe soluții standard ale analitului (curba de calibrare a electrodului). Electrodul indicator este selectiv pentru analit, potențialul său determinându-se la curent nul, într-o celulă electrochimică față de un electrod de referință, atunci când cei doi electrozi sunt imersați în soluția de analizat.

Aparatura Se utilizează un voltmetru care să permită măsurători cu o precizie de 0.1 milivolți.

Electrozii indicatori ion-selectivi pot fi: - electrozi cu memebrană (de exemplu electrodul de sticlă); - electrozi selectivi (electrozi cu substrat enzimatic, electrozi gazindicatori).

Reprezentarea schematică a unui electrod cu membrană de sticlă

Aparat de masura digital ampermetru/voltametru

Electrodul de referință poate fi:

-electrodul Ag/AgCI; -electrodul de calomel cu o joncțiune lichidă care să nu interfere determinarea.

❖ Tehnica de lucru

Măsurătorile se efectuează în următoarele condiții:

-electrodul trebuie echilibrat prin imersare în soluția analitului, până la obținerea unei citiri constante.

-taria ionică ajustată;

- la temperatură constantă (± 0.5°C) întrucât variațiile de temperatură influențează valoarea pantei electrodului;

-pH-ul soluției de analizat ajustat, folosind soluțiile tampon prevăzute în monografie.

❖ Înainte de efectuarea determinărilor, electrodul se pregătește diferit, în funcție de frecvența utilizării

Daca este utilizat frecvent, este necesar să fie verificați în mod regulat următorii parametri:

Daca utilizat mai puțin frecvent, trebuie calibrat înainte de fiecare determinare.

-repetabilitatea și stabilitatea răspunsului;

-linearitatea curbei de calibrare.