potenciometria - introdução e aplicações

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Universidade Federal de Pernambuco Departamento de Química Fundamental Química Analítica Potenciometria Introdução e Aplicações

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Universidade Federal de PernambucoDepartamento de Química Fundamental

Química Analítica

Potenciometria Introdução e Aplicações

Eletroanalítica

• Em alguns casos as propriedades elétricas são medidas em função do tempo • Baixos limites de detecção, especiação química, instrumentação barata

Diferença de potencial Resistência Corrente em função do potencial aplicado

Compreende um grupo de métodos analíticos baseado nas propriedades elétricas das soluções

Propriedades elétricas monitoradas:

Classificação dos Métodos Eletroanalíticos

Interfaciais

Potenciometria

Titulações potenciométricas Estáticos

Dinâmicos

Potencial controlado

Corrente constante

No seio da solução Condutimetria

Titulação condutimétrica

Titulação coulométrica

Eletrogravimetria

Coulometria de potencial constante

Voltametria

Titulação amperométrica

Eletrogravimetria

Voltametria hidrodinâmica Voltametria cíclica Polarografia Métodos de Redissolução

Classificação dos Métodos Eletroanalíticos

Interfaciais

Potenciometria

Titulações potenciométricas Estáticos

Dinâmicos

Potencial controlado

Corrente constante

No seio da solução Condutimetria

Titulação condutimétrica

Titulação coulométrica

Eletrogravimetria

Coulometria de potencial constante

Voltametria

Titulação amperométrica

Eletrogravimetria

Voltametria hidrodinâmica Voltametria cíclica Polarografia Métodos de Redissolução

Condução de Eletricidade

Condutor iônicoCondutor Eletrônico

Materiais

Isolantes Condutores

EletrônicosMetais, Óxidos Inorgânicos,

Polímeros Condutores

IônicosSoluções de Eletrólitos,

cristais dopados

e- +-

+

-

-

-

-

+

+

+

+

-

-

-

+

I = dQ/dt

(-) (+)

Condutores Eletrônicos e Iônicos

E = Diferença de Potencial (volts) devido ao movimento de íonsR = Resistência (ohms) do eletrólito à passagem de correnteI = Corrente(amperes)

E = Diferença de Potencial (volts) devido ao movimento de elétronsR = Resistência (ohms) do condutor à passagem de correnteI = Corrente (amperes)

IônicosObedecem a lei de Ohm para pequenos valores de corrente

EletrônicosObedecem a lei de Ohm (E=IR)

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

e-

e-

e-e-

e-

e-

e-

e-

e-

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

e-e-

e-e-

e-e-e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zinco Metálico

Zn2+(metal) + 2e-(metal) Zn2+(sol.) + 2e-(sol.)

Um sistema eletroquímico é um sistema heterogêneo onde existe uma diferença de potencial elétrico entre duas fases

- +

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

e-

e-

e-e-

e-

e-

e-

e-

e-

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

e-e-

e-e-

e-e-e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

e-e-

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

Zn2+Zn2+

- +

Interface Eletrodo-Solução

Solução de Zn2+ Zinco Metálico Solução de Zn2+

Interface Eletrodo-Solução

H2O

H2O H2O

H2O H2OH2O

H2O

H2O

H2OH2O

H2O

H2O

H2O

H2O

Reações de Oxi-Redução

Transferência de elétrons de um reagente para outro

2 Ag+ + Cu(s) Ag(s) + Cu2+

Cuo

Ag+ Ag+

Cuo

AgoCu2+

Caminho 1: Colocar os reagentes em contato direto

Esta reação pode ser realizada por dois caminhos fisicamente diferentes

Célula Eletroquímica Caminho 2: Separar os reagentes em um arranjo apropriado

Componentes de uma Célula Eletroquímica

Eletrodo de Cobre

e- e-

Eletrodo de Prata

PonteSalina

(KCl sat.)

Cu(s) Cu2+ + 2e- Ag+ + e- Ag(s)

[Cu2+] = 1.00 mol/L [Ag+] = 1.00 mol/L

• 2 condutores(eletrodos) imersos em uma solução contendo eletrólitos

• 1 condutor eletrônico externo para permitir o fluxo de elétrons (fios)• 1 condutor iônico para evitar o contato direto dos reagentes e permitir o fluxo de íons (ponte salina)

Ânodo (oxidação) Cátodo (redução)

Célula Eletroquímica – Movimento de cargas

e- e-

K+

K+

Cl-

Cl-

e-e-

e-

e-

e-

Cu2+

Cu2+

Cu2+

SO4

2-

SO4

2-

-Ag+

Ag+

NO3

NO3

NO3

e-

e-

e-

e-

e-

e-

Oxidação

Interface Eletrodo/solução Interface Eletrodo/solução

Redução

AgNO3CuSO4

Potenciometria

Métodos potenciométricos de análise baseiam-se na medida do potencial de uma cela eletroquímica na ausência

de corrente

Utilizada para detectar ponto final de titulações (titulações potenciométricas), ou para determinação direta de um constituinte em uma amostra, através da medida do

potencial de um eletrodo íon-seletivo

Equipamento simples e barato, constituído de um eletrodo de referência, um eletrodo indicador e um dispositivo

para leitura do potencial

Atividades vs Concentração molar

Equação de Nernst atividades

Substituição de atividades,a por concentrações molares [X] somente para soluções diluídas

Em soluções concentradas, cálculos utilizando-se concentrações molares ao invés

de atividades leva a erros consideráveis

a = [X] = coeficiente de atividade

oxidada

reduzidareduçãoreação a

a

nEE log

0592,00

Tipos de eletrodos

Eletrodo de Referência

Padrão(normal) de Hidrogênio (EPH) Prata/Cloreto de Prata (Ag/AgCl) Calomelano (Hg/Hg2Cl2)

Eletrodos de Trabalho ou Indicadores

Metálicos 1º, 2º e 3º tipo (ordem, classe) Óxido-redução

Eletrodos de Membrana Vidro Membrana Cristalina Membrana Líquida Sensores de Gases Enzimáticos e Biomembranas

Em aplicações eletroanalíticas, é desejável que um dos eletrodos tenham potencial conhecido, constante e

completamente insensível à composição da solução em estudo

Reversível e obedece a eq. de Nernst; Exibe potencial constante com o tempo; Retorna ao seu potencial original após submetido a pequenas correntes; Exibe baixa histerese com variações de temperatura

Eletrodo de Referência

i

E Eletrodo idealmente não polarizado

Eletrodo de referência ideal

Eletrodo-Padrão de Hidrogênio

Pt|H2(p=1atm)|H+(aH+=1,0 M)

H2(g)1 atm

fio de platina

placa de platina platinizada

a H+= 1,0

H+

H2(g)1 atm

fio de platina

placa de platina platinizada

a H+= 1,0

H+

2H+(aq) + 2e- H2(g)2H+(aq) + 2e- H2(g)

E0 = 0,00 volts

haste de prata recoberta com cloreto de prata (Ag/AgCl)

abertura lateral para enchimento

KCl sat.

elemento de referência

junção ou diafragma

haste de prata recoberta com cloreto de prata (Ag/AgCl)

abertura lateral para enchimento

KCl sat.

elemento de referência

junção ou diafragma

Ag|AgCl(sat.)|KCl(xM)||

Eletrodo de Prata/Cloreto de Prata

Podem ser utilizados em T > 60oC, ao contrário do ECS

Quando [Cl-] = 1mol L-1 o potencial do eletrodo é de +0,222 V

e quando é saturado com KCl o potencial é de +0,197 V

Eletrodo de prata recoberto com AgCl imerso em uma solução saturada de KCl

AgCl (s) + e- Cl- + AgAgCl (s) + e- Cl- + Ag(s)

Eletrodo de Prata/Cloreto de Prata

)(

1log0592,0

Ag

o

aEE

Ag+(l) + 1e- Ag0(s)

E0 = + 0,799 V

Kps = (aAg+.aCl-) Kps

aEE Clo

log0592,0

Kps = 1,8x10-1010108,1

log0592,0799,0

Cla

E

V 222,0E

AgCl (s) + e- Cl- + AgAgCl (s) + e- Cl- + Ag(s)

Potenciais de Eletrodos de Referência em Soluções Aquosas

pasta de Hg,Hg2Cl2 e KCl sat.

abertura lateral para enchimento

KCl sat.

orifício

junção ou diafragma

Hg|Hg2Cl2(sat.)|KCl(xM)||

Eletrodo de Calomelano

Hg2Cl2 (s) + 2e- 2Cl- + 2Hg(l)Hg2Cl2 (s) + 2e- 2Cl- + 2Hg(l)

Eletrodo formado por mercúrio em contato com solução saturada de Hg2Cl2 (calomelano) e que contém uma quantidade conhecida de KCl

Quando [Cl-] = 1molL-1 o potencial do eletrodo é de +0,268V

E quando é saturado com KCl o potencial é de +0,241V

Eletrodo de Calomelano

)(

1log

2

0592,0

22

Hg

o

aEE

Hg22+(l) + 2e- 2Hg0(s)

E0 = + 0,789 V

Kps

aEE Clo

2

log2

0592,0

Hg2Cl2 (s) + 2e- 2Cl- + 2Hg(l)Hg2Cl2 (s) + 2e- 2Cl- + 2Hg(l)

Cl

2Hg .aaKps 2

2

Eletrodos Indicadores Metálicos

Eletrodo indicador depende da atividade de uma espécie iônica

Eletrodos indicadores metálicos de 1º tipo Equilíbrio direto entre o metal e seu cátion derivado

Eletrodo de cobre forneceuma medida direta daaCu

2+ na solução

Pouco seletivos (respondem a outros cátions que podem serreduzidos presentes na solução); podem dissolver em meio

ac./básico; podem ser facilmente oxidados em algumas soluções

Cu2+(l) + 2e- Cu0(s) Eo = 0,339V

2

1log

2

0592,0

Cu

oCu a

EE

Cu0 Cu2+2e-

Eletrodos Indicadores Metálicos

Eletrodos indicadores metálicos de 2º tipo

Ag0 Ag+

Cl-

Ex(1): Prata como eletrodo do 2o tipo para haletos:

ClaE log0592,0222,0

pCl0592,0222,0 E

e- +

AgCl AgCl(s)

ClAg(s)

a

aa log0592,0222,0E

AgCl(s) + e- Ag0(s) + Cl- E 0 = + 0,222 VAgCl

Responde à atividade de um ânion com o qual seu cátion forma um precipitado ou um complexo estável

N CHOOCCH2

C N

H

H

H

H

CH2COOH

CH2COOH

HOOCCH2

Ex(2): Hg como eletrodo do 2o tipo para o EDTA

HgY2- + 2e- Hg(l) + Y4- E 0 = + 0,21 V

2

4

log2

0592,021,0

HgY

Yind a

aE 4log

2

0592,0Yind aKE

pY2

0592,0KEind

2

1log

2

0592,021,0

HgYa

K

Kf(HgY2-) = 6,3x1021 =cte

Complexode Hg

com EDTA

Ex. Eletrodo de mercúrio para determinar a [Ca2+] em solução

Eletrodos indicadores metálicos de 3º tipo Um eletrodo metálico pode, em algumas circunstâncias, responder a cátions diferentes

Hg0 Hg2+

Y4- + Ca2+ CaY2-

-2e- +

HgY2-

CaY2- Ca2+ + Y4-

2

42 .

CaY

YCaf a

aaK

4log2

0592,0Yind aKE

2log2

0592,0'

CaYf aKKKpCa2

0592,0' KEind

Eletrodos Indicadores Metálicos

HgY2- + 2e- Hg(l) + Y4-

Adicionado uma pequena quantidade do complexo EDTA/Ca2+, estabelece-se um novo equilíbrio

Eletrodos indicadores metálicos Redox

Eletrodos de Pt, Au, Pd e metais inertes servem como indicadores em sistemas de oxidação/redução.

Eletrodos Indicadores Metálicos

Ex. Eletrodo de platina em solução contendo Fe3+ e Fe2+

Pt0e-

Fe3+

Fe2+

Fe3+(l) + e- Fe2+(l)

3

2

23 log0592,0/

Fe

Feo

FeFe a

aEE

Titulação de ácido ascórbico com solução padrão de Fe3+

Titulação de dicromato com Fe2+

Exemplos:

Eletrodos Indicadores de Membrana

Membranas cristalinas mono ou policristalinas

Membranas não-cristalinas vidro, líquido, polímeros, etc.

São conhecidos como eletrodos íon-seletivo ou eletrodos p(íon) e servem para determinação rápida e seletiva de vários

cátions e ânions através de medida potenciométrica direta

Em eletrodos de membrana o potencial se deve a umpotencial de junção entre a membrana que separa a solução

do eletrodo, da solução da espécie a ser analisada

Mínima solubilidade solubilidade da membrana na solução da espécie a ser analisada deve ser praticamente zero

Condutividade elétrica membrana deve apresentar um mínimo de condutividade elétrica

Reatividade seletiva com a espécie a ser determinada a membrana deve ser capaz de ligar-se seletivamente ao íon que pretende-se determinar (troca-iônica, complexação, cristalização)

Eletrodos Indicadores de Membrana

Propriedades de membranas íon-seletivas

Potencial de Junção Líquida

Formado na interface entre duas soluções de diferentes eletrólitos

HCl 1,00 mol L-1 HCl 0,01 mol L-1

H+

H+

H+Cl-

Cl-

Cl- Cl-H+

H+

Cl-

Ej - +

Porcelana Porosa

ÁguaCl-

K+Cl-

K+

Soluçãode KCl

Ej

Eletrodo de vidro para medida de pH

pH-metro

ESC

eletrodode vidro

agitaçãomagnética

fio de pratasolução de pH

desconhecido

HCl 0,1 Msaturado c/AgCl

Fina membrana de vidro(responsável pela resposta ao pH)

Medida de pH medida da diferença de potencial através de uma membrana de vidro que separa a solução desconhecida de uma solução de referencia cuja [H+] é conhecida

responsável pela condução elétrica dentro da membrana

H+ + Na+Gl- Na+ + H+Gl- K muito alta

K

Ca2+Ca2+

(22% Na2O, 6% CaO, 72% SiO2)

Membrana de vidro

Solução externa

[H3O+] = a1

vidro seco

Na+vid-

Solução interna

[H3O+] = a2

Solução externa

[H3O+] = a1

Gel hidratadoexterno

H3O+vid- Na+vid-

10-4 mm

Camada de vidro seco

Na+vid-

0,1 mm

Solução interna

[H3O+] = a2

Gel hidratado

interno

H3O+vid- Na+vid-

10-4 mm

(~50 mg H2O/cm3 de vidro)

Hidratação da Membrana de vidro

H+(solução) + Na+

(vidro) Na+(solução) + H+

(vidro)

Mecanismo de troca iônica

(1)

(2) [Cl-] = 1,0 M(7) [Cl-] = 1,0 M

(3)

(4) [H3O+] = a1

(5) membrana(6) [H3O+] = a2

(8) (1)

(2) [Cl-] = 1,0 M(7) [Cl-] = 1,0 M

(3)

(4) [H3O+] = a1

(5) membrana(6) [H3O+] = a2

(8)

Representação esquemática da célula:

Ag | AgCl(sat) | [Cl-] = 1,0M || [H3O+] = a1 | membrana de vidro | [H3O+] = a2 | [Cl-] = 1,0M | AgCl(sat) | Ag

Eref 1 Eref 2Ej E1 E2

Elim =Ei = E1 - E2

Eref1 e Eref2 potenciais dos eletrodos de referência

Ej potencial da junção do eletrodo de referência

E1 potencial da interface vidro/analito

E2 potencial da interface vidro/solução interna

Ei =Elim potencial da interface analito/vidro/sol.interna potencial limite

Potenciais na célula de medida de pH

“O potencial de interface (potencial limite), Ei depende somente das atividades dos íons H+ da solução externa”

Ej1 Ej2

Solução externa

[H3O+] = a1

Gel hidratadoexterno

[H3O+] = a’1

Camada de vidro seco

Na+vid-

Solução interna

[H3O+] = a2

Gel hidratado

interno[H3O

+] = a’2

Solução externa

[H3O+] = a1

Gel hidratadoexterno

[H3O+] = a’1

Camada de vidro seco

Na+vid-

Solução interna

[H3O+] = a2

Gel hidratado

interno[H3O

+] = a’2

1

'1

11 log0592,0

a

a

njE

2

'2

22 log0592,0

a

a

njE 2

'1' aa

21 jj

E1 E2

2

121lim log

0592,0

a

a

nEEE

a2=cte (solução interna)

1'

lim log0592,0 aLE

pHLE 0592,0'lim

Potenciais da interface analito/vidro/sol.interna, Ei

O Potencial do eletrodo de vidro, Eind

assref2limind EEEE

1'

lim log0592,0 aLE

Potencial limitePotencial do eletrodo de referência interno

Potencial deassimetria

assref21'

ind log0592,0 EEaLE

assref2' EELL 1ind log0592,0 aLE

pH0592,0ind LE

Erro Alcalino e erro ácido

Eletrodos de vidro respondem a concentração do íon hidrogênioe também de íons de metais alcalinos em soluções básicas

H+Gl- + B+ B+Gl- + H+

vidro vidrosolução solução

íon com carga unitária

Erro ácido

causas desconhecidas

Eletrodo de Membrana Cristalina

O tipo de membrana cristalina mais importante é constituído de um composto iônico ou uma mistura homogênea de compostos iônicos

Cortes de monocristais

Disco de sólido cristalino finamente pulverizado com uso de altas

pressões ou metal fundido Diâmetro 10 mmEspessura de 1 a 2 mm

Membrana típica

Cristais iônicos usados nas membranas cristalinas

Íon pequeno e carga unitária que é móvel na fase sólida

Tem que ser condutor

Íon fluoreto em certos fluoretos de terras raras Íon prata em haletos de prata Íons sulfeto e cobre(I) em sulfeto de cobre(I)

Find log0592,0 aLE

Eletrodo de Fluoreto

LaF3 LaF2 + F-+ Pode ser dopado com fluoreto de európio para

aumentar a condutividade

pF0592,0ind LE

Membrana cristalina

(LaF3)

Solução Interna (F-)

Eletrodode referência

interno

Solução externa (F-)

Equilíbrio na membrana

sólido sólido solução

Eletrodos de Membrana Cristalina Comerciais

Eletrodo de Membrana Líquida

Trocador iônicolíquido

(orgânico)

Solução aquosa saturada de AgCl + MCl2

[M2+] = a2 = cte

Membrana plástica porosaque suporta o trocador de íons

Eletrodo de Ag

Tubo de vidro ou de plástico

Substâncias ativas em membranas

líquidas

Trocadores catiônicos

Trocadores aniônicos

Compostos macrocíclicos neutros,que complexam seletivamente certos cátions

Ex.:cálcio

Eletrodo de Membrana Líquida para medida de Ca2+

Membrana : Diéster alifático de ácido fosfórico dissolvido em solvente polar

2log2

0592,0ind Ca

aLE

[(RO)2POO]2Ca 2(RO)2POO- + Ca2+

pCa2

0592,0ind LE

Equilíbrio em ambos os lados da Membrana

orgânico orgânico aquoso

Dialquilfosfato de cálcio

Conclusão

ian

LE log0592,0

ind

Sendo + para os cátions

- para os ânions

Eletrodos de Membrana Líquida

Eletrodos Sensores de Gases

Solução interna do

eletrodo de vidro

Eletrodos Sensores de Gases

CO2(aq) CO2(g) CO2(aq) Solução

externaPoros da

membrana

Mecanismo

1ª etapa

2ª etapa

CO2(g) + 2H2O H3O+ + HCO3-

Solução interna

Na solução interna, um outro equilíbrio é estabelecido e faz com que o pHda superfície do filme mude:

Um outro eletrodo de vidro(sensível a H3O+) imerso no filme da solução interna detecta então a variação de pH

CO2(g) + 2H2O H3O+ + HCO3-

Solução externa

Solução interna

+

Eletrodos Sensores de Gases

ext

intint

OH

CO

HCO

a

aaK

2

33.

]CO[ 22

COa

gintext

int

Ka

Ka

HCO

OH

3

3

2CO

ext

intint

OH HCOaa

K2CO

.33

extgint Kaa

OH2CO

13

extgKLE ]CO[log0592,0" 2ind

extLE ]COlog[0592,0' 2ind

refg EKLL log0592,0'"Onde,

CO2(g) + 2H2O H3O+ + HCO3-

Solução externa

Solução interna

cte

Eletrodos Sensores de Gases

Eletrodo de Membranas Biocatalíticas

Combinação da seletividade de reações catalisadas por enzimas e transdutores eletroquímicos na produção de

biossensores seletivos para a determinação de compostos de interesse biológico e bioquímico

Início: 1970

A amostra é colocada em contato com uma enzima imobilizada na qual o analito sofre uma reação catalítica para produzir espécies como,

amônia, dióxido de carbono, íons hidrogênio ou peróxido de hidrogênio

COMO?

A concentração desse produto que é proporcionalé então determinada pelo um transdutor

Vantagens e desvantagens dos bissensores baseados em membranas

As moléculas orgânicas complexas podem ser determinadas com a conveniência, velocidade e a facilidade que caracterizam as medidas íon-seletivas das espécies inorgânicas

Biocatalisadores permitem que as reações ocorram sob condiçõessuaves, de temperatura e pH, e em concentrações mínimas dosubstrato

A combinação da seletividade da reação enzimática com a resposta do eletrodo conduz a procedimentos livres de outras interferências

Vantagens

Desvantagem

Alto custo das enzimas

Vantagens dos bissensores baseados em membranas

(NH2)2CO + 2H2O + H+ 2NH4+ + HCO3

-

2NH3 + 2H+

Responde ao íon NH4

+

Responde a NH3

K4{Fe4II[Fe(CN)6]3} + 2H2O2 + 4H+ Fe4

III[Fe(CN)6]3 + 4K+ + 4H2O

Fe4III[Fe(CN)6]3 + 4K+ + 4e- K4{Fe4

II[Fe(CN)6]3}

Branco da PrússiaAzul da Prússia

glicose oxidase + O2 H2O2

glicose + O2 + H2O ácido glicônico + H2O2glicose oxidase

catalisador

Nafion, repele interferentes como: ácido ascórbico, paracetamol, ácido úrico

eletrodo

Azul da Prússia

Glicose oxidase

Nafion®

Bissensores baseados em membranas

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5-10

0

10

20

30

40

50

60

70

y =1.12693+25.1344 x

sin

al

glicose / mM

r2=0.99898

Resposta analítica do eletrodo em presença de glicose

Samplea Glucose percent (w/v)

Proposed Reference method b

1 14,970.22 15.130.16

2 7.130.09 7.210.10

3 5.170.06 5.190.07

4 5.740.07 5.530.07

5 2.370.03 2.510.03

a Samples 2-5, dilution 1/250 (v/v);sample 1, dilution : 1/500.b Analysis realized in duplicate.

Eletrodo de Membrana de Tecido Vegetal

Eletrodo de Biomembrana, Bacterianos e Tecido Vegetal

Medidas Potenciométricas Diretas

A concentração do analito é determinada a partir da comparação do potencial do eletrodo indicador na solução-teste, com o seu potencial quando imerso

em uma ou mais soluções-padrão

As medidas potenciométricas diretas são rápidase facilmente adaptáveis para monitoramento contínuo

e automático da atividade de íons

Como a maioria dos eletrodos indicadores são seletivosnão são necessárias etapas de separação preliminares

Potenciometria Direta

pX0,0592

nLE ind

xind a

logn

LE10,0592

jrefindcélula EEEE

LE-EK refj n

LEEEa refjcélulax 0,0592

logpX

nE célula

0,0592pX

K

Potenciometria Direta

nE célula

0,0592pX

K

pX0,0592

n-KcélulaE

p/ cátions

p/ ânions

pX0,0592

nK célulaE

Potenciometria Direta

Potenciometria Direta

LE-EK refj K

Ecélula

pX

Calibração do Eletrodo

padrões

Considera-se que K não muda quando a solução-padrão é substituida pelo analito

Desvantagens da Potenciometria Direta

Apresenta uma grande incerteza pelo fato de se considerar K como constante

O efeito da matriz da amostra leva a valores de Kdiferentes porque o potencial de junção muda

% erro relativo = ax/ax x 100% = 3,9 x 103 nK%

Essa incerteza freqüentemente é da ordem de 1 mV ou mais

Os resultados de uma análise são expressos em atividade e não em concentração

Concentração versus atividade

Método Adição-padrão

Definição Operacional do pH

Calibração direta do medidor com tampões-padrão seguida de determinação potenciométrica do pH de

soluções desconhecidas

0592,0pH s

s

KE

0592,0pH D

D

KE

0592,0pHpH SD

SD

EE

pH do tampão-padrão

pH da solução desconhecida

Definição Operacional do pH

Erros que afetam as medidas de pH feitascom eletrodo de vidro

1. Erro alcalino

2. Erro ácido

3. Desidratação da membrana de vidro

4. Baixa força iônica das soluções

5. Variação do potencial de junção

6. Erro no pH da solução-padrão tampão

Titulação Potenciométrica

Utilização da medida do potencial de um eletrodo indicador para determinar-se o ponto de equivalência de uma titulação

Método muito mais exato e preciso que a utilização de indicadores visuais

Titulação Potenciométrica

Brometo em presença de Cloreto com eletrodo de Prata

-2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22-50

0

50

100

150

200

250

300

350

E /

mV

V AgNO3

VAgNO3

=14.0 mL; AgNO3 0.1 M

VKBr

= 5.0 mL; KBr 0.1096 M

Cl-

Br-

0 5 10 15 200

100

200

300

400

500

600

E /

mV

V AgNO3

Cl-

Br-

pH-metros

Tituladores Automáticos