UNIDAD 2. TCNICAS ELECTROANALTICAS.

2.1 Voltamperometra cclica

Para polarizar una interfase metlica-solucin, se utilizan tcnicas electroqumicas.

Potenciostato: Equipo electrnico que sirve para controlar en forma precisa el potencial elctrico de una celda electroqumica

La celda electroqumica posee un electrodo auxiliar y un electrodo de referencia.

Esto se grafica en voltaje aplicado (eje Y) vs Tiempo (eje X) ecuacin Randles-Sevick

2.2 Cronoamperometra

Grficas: Ecuacin de Cottrell

Seal de excitacin de potencialSeal de respuesta Tiempo-Corriente

2.3 Polarografa

Polarograma= curva intensidad de corriente (Eje Y) vs Potencial E (eje X)

La tcnica de pulso, generalmente fueron desarrolladas para el estudio de electrodos de gota de mercurio.

2.4 Voltamperometra de pulsos

Se pueden considerar 3 principales:

Voltamperometra de pulso normal: un potencial de base es seleccionado, no debe haber reaccin faradaica , esto es aplicado al electrodo. A parir de este valor se van incrementando pulsos cortos con rangos de amplitud constantes. La corriente se mide al final de cada pulso

Se puede detectar entre 10-7 a 10-8 M de un analito

Voltamperometra de pulso diferencial: el potencial de base se incrementa entre pulsos, estos incrementos debern ser iguales. La corriente se mide antes y al final de la aplicacin del pulso. La diferencia entre estas dos corrientes se registra.

Voltamperometra de onda cuadrada: consiste en una onda cuadrada superimpuesta en una seal de escalera, un ciclo de onda cuadrada corresponde a la duracin de un escaln en la escalera.

NPV Y DPV = barrer entre 1-10 mV s-1SWW = 1 V s-1

Ventajas: velocidad del anlisis, bajo consumo de especie electroactiva

UNIDAD 3. ELECTRODOS QUIMICAMENTE MODIFICADOS

3.1 Monocapas autoensambladas

Reconstruccin de la superficie del electrodo. Disolucin diluida de tioglucosa, 20 hrs.

3.2 Encapsulacin de especies reactivas por el mtodo sol-gel.

Las reacciones qumicas involucradas son la hidrlisis y la policondensacin que se producen simultneamente y son incompletas. Se utilizan para la preparacin de vidrios y cermicos a temperaturas considerablemente bajas.

Alcohol + agua alcxido M(OR)x

3.3 Electrodos modificados electrocatalticos

a) Formas en las que se puede modificar u electrodo:

Deposicin de pelculas por spinAdsorcin de monocapas autoensambladas

b) Modificacin quimica controlada de superficies de electrodos y sus aplicaciones en rxns redox.

c) Materiales diversos como Au, Cu, aleaciones PbO2, diamante dopado con boro

d) Aplicaciones en rxns electrocataliticas de importancia en medio ambiente (reduccion de CO2, nitritos, cloratos) asi como rxns redox.

3.4 Electrodos de preconcentracin

El proceso de preconcentracin no es electroquimico. Se usa cuando el limite de deteccin de la tecnica de voltamperometria no es suficiente.Por tanto se modifica el electrodo adicionando una pelicula de un material que permita la acumulacin selectiva de la especie electroactiva en la superficie. Despus de un tiempo, se lleva acabo el anlisis del analito por reduccin u oxidacin.

3.5 Electrodo ion selectivos

Son electrodos que se utilizan para medir la concentracin de determinado ion en un electrolito.

a) Membranas cristalinas: cristal nico, policristalinob) Membranas no cristalinas: vidrios y lquidosc) Electrodos sensores: gases y enzimas.

Los diferentes tipos de electrodos ion selectivos se dan en cuanto a su diseo y compnente de la membrana.

Potenciometra directa: se determina el valor de potencial generado, est en funcin de la concentracin del analito.

3.6 Polimeros conductores

Son sustancias que exhiben una gran densidad de enlaces p conjugados en la cadena polimrica. La conductividad depende del numero de portadores de carga.

Ejemplos: Poliacetileno, politiofeno

UNIDAD 4 SENSORES ELECTROQUIMICOS

4.1 Biosensores electroqumicos

Sensor: Instrumento analtico que transforma un proceso determinado en seal elctrica u ptica y permite su cuantificacin

Biosensor: instrumento analtico que transforma un proceso biolgico en seal elctrica u ptica y permite su cuantificacin.

Mtodos para detectar glucosa:

a) Fotomtricos cambios de color por efecto de una determinada accinb) Electroqumico: mtodo e el cual se utilizan electrodos y es ms precisa

Especificidad de los procesos biolgicos: enzimas, anticuerpos, antgenosVentajas: menor manipulacin, repetitividad, menor tiempo de ensayo

El bioreceptor es una biomolcula que reconoce un determinado analito, mientras que el transductor es quien se encarga de convertir el evento reconocido en una seal.

Principio de funcionamiento:

Glucosa + oxgeno (enzima) cido glucnico + perxido

(sensores de oxgeno, sensores de pH, sensores de perxido)

Primera generacin de biosensores

El primer biosensor fue diseado por Clark y Lyions en 1962.

Un transductor genera una seal medible.

Oxidado a 700 mV, produce una corriente proporcional a la cantidad de glucosa.Sobre el electrodo de pt:H2O2 O2 + 2H+ + 2e-

Cmo funciona el bionsensor con mediadores?

En vez de usar oxgeno se utilizan molculas sintetizadas como fuente de activacin. Mediadores: Ferroceno, quinonas.

Se ponen en contacto con la enzima glucosa oxidasa.El electrodo est cubierto con la enzima, el mediador, estabilizador y agentes de unin. Estos se imprimen en el electrodo por un proceso tipo inyeccin tinta.

Biosensor comercial

Utiliza tiras reactivas, no son mas que los sensores o electrodos para determinar cantidad e glucosa en sangre. La vida es corta entre 3 a 5 das. Posibles efectos secundarios relacionados a infecciones percutneas y necesita calibracin continua.

Glucmetro magntico no invasivo

Propiedades elctricas de un volumen de tejido cuyos cambios en su razn soluto7agua son dependientes de la concentracin de glucosa.

4.2 Sensores biomimticos.

Preparacin de polmeros de impreso molecular. Estas matrices artificiales son capaces de reconocer e interaccionar con determinados compuestos.

Formacin de una capa sol-gel que acta como filtro de elevada selectividad para detectar la molcula de inters.

Una vez liberados los poros del material, ste permite el paso de la molcula deinters evitando el acceso de interferentes hasta la superficie electrdica-

UNIDAD 5 . TOPICOS DE INTERS.

Celdas de combustible: utilizan hidrgeno y oxgeno como combustibles. No se queman. Se le conoce como celda de hidrgeno.

Hidrgeno + oxgeno electricidad + aguaElectriolito: sustancia encargada de transportar los iones producidos en rxs. Redox.

Celdas de litio:

Grafito electrodo negativo / oxido metalico electrodo positivo.Electrolito de sales de litio.

Pilas secas:

Polo(-): zn zn2+Polo (+): 2MnO2 + 2NH4+ Mn2O3 + H2O + 2NH3 Potencial: 1.5 V

Pilas alcalinas:

Anodo : Zn + 2OH- Zn(OH)2 + 2 eCtodo: 2MnO + H2O + 2 e Mn2O3 + 2 OH-

Bateria de mercurio:

Polo (-) : Zn + 2OH- ZnO + 2H2OPolo (+): HgO + H2O + 2e Hg+ 2OH-

Baterias de plomo:

Placa (+) PbO2 PbSO4Placa (-) Pb + SO42- PbSO4 + 2E

Corrosin: uniforme y localizada ( macroscopica y microscopica)