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Guía de electrodos selectivos de iones – Teoría y práctica |
Esta Guía de electrodos selectivos de iones se centra en la descripción práctica sobre cómo medir iones de forma selectiva en el laboratorio. Se proporcionan sugerencias y consejos para aplicaciones específicas. Además, los fundamentos de medición están respaldados por una parte teórica. Se presta atención a las buenas prácticas sobre ISE, como la preparación de mediciones y calibraciones de ISE, el almacenamiento de ISE o la configuración de un procedimiento operativo estándar de ISE.
Los siguientes temas, entre otros, se tratan en la Guía de electrodos selectivos de iones:
- Introducción y base teórica sobre los electrodos selectivos de iones
- Ejemplos de aplicaciones seleccionadas
- Cómo realizar una sencilla comprobación del sistema
- Buenas prácticas sobre ISE (preparación de muestras, medición, calibración y configuración de PNT sobre ISE)
- Resolución de problemas
Vista previa de la Guía de electrodos selectivos de iones
1. ¿Qué ISE puedo hacer?
Los electrodos selectivos de iones (ISE) son una herramienta analítica moderna para determinar de forma rápida y directa la actividad de las soluciones de muestras. Junto con un medidor de concentraciones de iones o un valorador, los ISE constituyen un sistema de medición versátil y asequible. Los ISE siguen la ecuación Nernst, con la que cualquier laboratorio está familiarizado. En consecuencia, los ISE se comprenden fácilmente y se aplican fácilmente en muchos casos.
Los electrodos selectivos de iones se usan para determinar la actividad del ion que se esté estudiando (ion analito). El ion debe disolverse, preferiblemente en agua. Cuando la muestra no se disuelve, el ion también se puede extraer. Si no se hace, el color y la turbidez de la muestra no influyen negativamente en la medición. Las técnicas analíticas alternativas son la cromatografía de iones (CI) o la valoración. En el caso de CI, la solución de la muestra debe ser clara. La concentración de iones analitos se mantiene preferiblemente en el intervalo de ppm solo y los costes del equipo son superiores.
Los ISE funcionan en condiciones de laboratorio convencional. El intervalo de medición típica se amplía desde 10-1 hasta 10-6 mol/L. El intervalo de temperatura oscila entre 0 C y 50 u 80 C, según el tipo de ISE. Los valores que prevalecen son 20, 25 y 37 C. El intervalo de pH admisible es moderado y evita muestras con un grado alto de alcalinidad o una acidez extrema.
Estas generosas condiciones permiten aplicar los ISE en un área amplia. Las muestras químicas y farmacéuticas, así como el control medioambiental, las pruebas de calidad del agua, los alimentos y las plantas se pueden someter a análisis de ISE. Los ISE se usan especialmente en el caso de muestras médicas y biológicas porque miden la actividad de los iones.
ISE para cationes
Amonio, bario, calcio, cadmio, cobre, plomo, litio, potasio, plata, sodio
ISE para aniones
Bromuro, cloruro, cianuro, fluoruro, fluoruro borado, yoduro, nitrato, sulfuro, tiocianato
Obtenga más información en los subcapítulos adicionales de la Guía de electrodos selectivos de iones – Teoría y práctica
1.1 Cuándo se usan los electrodos selectivos de iones
1.2 Cómo funcionan los electrodos selectivos de iones
1.3 Capacidad de selección, fuerza iónica
1.4 Tipos de electrodos selectivos de iones
1.5 Intervalo de medición habitual
1.6 Respuesta del electrodo
1.7 Limitaciones
1.8 Procedimientos de medición
1.9 Ventajas de los procedimientos de medición
1.10 Técnica de calibración de nivel bajo
2. ¿Qué se suele medir habitualmente?
Los electrodos selectivos de iones se usan en una amplia gama de aplicaciones. Entre los objetivos de medición, podemos incluir los proyectos de investigación, las tareas formativas, el control de la producción y los controles de calidad. A continuación, encontrará varias aplicaciones habituales en segmentos industriales seleccionados.
| Agricultura | Nitrato, potasio, calcio y cloruro en materiales de plantas y sustratos; nitrato en fertilizantes |
| Laboratorios clínicos y biomédicos | Calcio, potasio y cloruro en sérum, sangre y otros fluidos corporales; fluoruro en estructuras dentales y óseas |
| Bebidas | Sodio y cloruro en zumos de frutas y cerveza; potasio en zumos de frutas; fluoruro en bebidas, té, cerveza, etc. |
| Química | ISE para la inspección de materiales entrantes, control de calidad y de efluentes |
| Detergentes | Calcio y bario para estudiar los efectos de los detergentes |
| Educación | Formación en química analítica para estudiantes del grado de química; experimentos sobre el coeficiente de actividad, la solubilidad, el equilibrio, etc. |
| Galvanoplastia | Fluoruro y cloruro en baños de remates; cobre |
| Medio ambiente | Control de contaminación por fluoruro, cianuro, cloruro y sulfuro |
| Explosivos | Fluoruro, cloruro y nitrato en explosivos y sus productos de combustión |
| Alimentos | Nitrato en carne y conservantes para carne; sodio y cloruro en la carne, el pescado, los productos lácteos, etc.; calcio en la leche y productos lácteos; nitrato en vegetales |
| Minería | Control del flúor urinario en trabajadores de la producción de aluminio |
| Papel y pulpa de papel | Sulfuro y cloruro en licores de pulpa, ciclos de recuperación y efluentes |
| Farmacia | Concentración de flúor en muestras de control de calidad e investigación; aplicación de otros ISE |
| Generación de energía | Cloruro, sodio, calcio en efluentes; flúor en reprocesamiento de combustible nuclear |
| Agua | Potasio, sodio, calcio, cloruro en agua potable y para consumo de animales, etc.; Nitrato en efluentes y aguas residuales |
Obtenga más información en los subcapítulos adicionales de la Guía de electrodos selectivos de iones – Teoría y práctica
2.1 Aplicaciones habituales en segmentos industriales seleccionados
2.2 Ejemplos de aplicaciones seleccionadas
3. Sistema solución-sensor-medidor
Determinación rápida y fiable de la concentración de iones en función del sistema de medición adecuado. Cinco pasos para elegir el sistema adecuado para sus aplicaciones. Comencemos por la selección del medidor de concentraciones de iones.
Los usuarios de los medidores de concentraciones de iones tienen diferentes necesidades y requisitos que cubrir. En consecuencia, los fabricantes ofrecen varios medidores entre los que elegir. Los modelos más sencillos proporcionan funciones limitadas para aplicaciones básicas. Los medidores de alto rendimiento incluyen muchas funciones; entre ellas, procedimientos incrementales, métodos integrados con cálculos de resultados automáticos, respaldo para conformidad y automatización. Otro criterio es el lugar de uso: un medidor de sobremesa se usa en los laboratorios. Para el uso sobre el terreno, se recomienda uno portátil.
METTLER TOLEDO ofrece una amplia gama de sensores selectivos de iones: la línea perfectION™. Estos sensores combinados garantizan el máximo rendimiento y una sencilla manipulación. Gracias a la unión de referencia Click & Clear™, el tipo de muestra apenas importa: tanto si las especies de iones de interés se determinan en una sencilla solución acuosa o en matrices más complejas como aguas residuales, perfectION™ siempre le proporcionará los resultados correctos. Ofrecemos útiles manuales para los siguientes sensores perfectION™:
- Electrodo de calcio (51710842)
- Electrodo de cloruro (51710843)
- Electrodo de cobre (51710844)
- Electrodo de cianuro (51710845)
- Electrodo de fluoruro (51710846)
- Electrodo de yoduro (51710847)
- Electrodo de plomo (51710848)
- Electrodo de nitrato (51710849)
- Electrodo de potasio (51710850)
- Electrodo de plata/sulfuro (51710851)
Obtenga más información sobre los electrodos selectivos de iones combinados: www.mt.com/perfectION
Obtenga más información en los subcapítulos adicionales de la Guía de electrodos selectivos de iones – Teoría y práctica
3.1 Seleccione el medidor de concentraciones de iones
3.2 Elija el sensor
3.3 Elija la solución
3.4 Añada otros accesorios útiles
3.5 Fácil comprobación del sistema
4. Buenas prácticas sobre ISE
En este capítulo, se ofrecen algunas sugerencias y recomendaciones para el uso diario de los ISE. Se basan en reglas operativas de manipulación aceptadas de forma general que le ayudan a alcanzar un buen nivel práctico. En el primer subcapítulo, se explica cómo se preparan las muestras para la medición de ISE.
Las mediciones de ISE se llevan a cabo en muestras de líquido. Por lo tanto, las muestras sólidas se deben disolver. El ion analito a menudo se puede extraer. Use agua desionizada para la disolución y la extracción. Puede que las muestras también necesiten dilución para alcanzar el intervalo lineal del ISE. Disolvente de disolución: agua desionizada.
Obtenga más información en los subcapítulos adicionales de la Guía de electrodos selectivos de iones – Teoría y práctica
4.1 Preparación de la muestra para la medición ISE
4.2 Pasos de preparación para ISE
4.3 Medición y calibración: agitación y lavado
4.4 Consecuencias prácticas de los tipos ISE
4.5 Almacenamiento de los ISE
Good Electrochemistry Practice™ - Conozca los riesgos de sus mediciones de pH
La medición del pH en el laboratorio es un análisis común, pero pueden surgir numerosos errores. Lo mismo ocurre con la conductividad, la concentración de iones, el oxígeno disuelto y redox. Good Electrochemistry Practice™ le guía durante toda la vida útil del producto, ya que detecta los posibles riesgos y encuentra las herramientas adecuadas para solucionarlos y obtener buenos resultados.
- Mantenimiento de la exactitud y precisión de los resultados
- Conformidad con normativas
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5. Resolución de problemas
Cuando se produzca un problema, siga un procedimiento sistemático para localizar la causa del error. Compruebe exhaustivamente los cuatro componentes del sistema de medición, uno a uno. Consulte los datos del fabricante.
La comprobación fácil del sistema, como se explica en un capítulo anterior, es el paso inicial para localizar el problema y restablecer el nivel original de rendimiento. Esta guía cuenta con una lista de comprobación para la resolución de problemas de medición que incluye los siguientes puntos: medidor, electrodo, aplicación y técnica.
