viernes 15 de enero, 2010

Ya el laboratorio temporal ubicado en el jardín botánico ha finalizado. Sin embargo, el proceso continúa.

Hoy viernes, estuvimos reunidos en un café con Iván Lentijo, ingeniero químico representante de Metrohm, compañía suiza especializada en la fabricación de electrodos de vidrio. Iván nos ha ofrecido ayuda muy valiosa permitiéndonos avanzar en la comprensión desde el punto de vista químico del funcionamiento de un electrodo de pH.

Nuestro objetivo es lograr comprender el sistema completo que permite crear un electrodo de pH. Hemos comenzado por analizar el proceso que sucede en la membrana de vidrio y que hace que ésta sea selectiva a los iones hidronio de una solución, o sea, los determinantes del nivel de pH, y cómo este proceso genera últimamente un flujo de corriente eléctrica una diferencia de potencial, que es proporcional a la cantidad de estos iones.  (ver notas sobre esta corrección en post del jueves 21 de enero).

Por el momento, para entender la generación de este flujo de corriente eléctrica ha sido importante tener presente que el sistema que constituye un electrodo de pH consta en realidad de dos semiceldas: una celda indicadora que es precisamente el electrodo de medida (el cual estamos construyendo a partir de las bolitas de navidad), y una celda de referencia, la cual es llamada simplemente electrodo de referencia. La cantidad de iones hidronio (H+) de la solución genera un flujo de corriente eléctrica una diferencia de potencial entre estas dos semiceldas. Es este flujo de corriente cambio de potencial el que puede luego medirse a través de un multímetro e inferir por tanto el nivel de pH. La ecuación de Nernst para un sistema de semiceldas relaciona el flujo de corriente la diferencia de potencial entre ellas (diferencia de voltaje) con el nivel de pH.

Otro factor importante para comprender el funcionamiento de una membrana selectiva a los iones hidronio es la necesidad de que en ésta exista una capa hidratada en la pared exterior (este es el paso en el cual nos encontramos en este momento con las bolitas de navidad). Es en esta capa hidratada donde ingresan los iones hidronio (H+) (por qué?, qué los impulsa a entrar?), los cuales ejercerán una fuerza de repulsión con los iones positivos del vidrio presentes en la membrana (Li+ y Na+).

Estas cargas positivas desplazadas al interior de la pared del vidrio son las que van a reaccionar con el electrolito presente al interior de la membrana (que en nuestro caso, siguiendo las indicaciones presentes en “From Christmas Ornament to Glass Electrode” será KCl saturado con AgCl), dando finalmente como resultado un flujo de electrones una diferencia de potencial entre las dos semiceldas.

Electrolito: sustancia que contiene iones libres, los cuales se comportan como un medio conductor eléctrico. wikipedia.

Aunque ésta es una expliación simplificada de todo lo relatado por Iván, permite adquirir una idea general del funcionamiento.

Ahora, uno de los objetivos siguientes consiste en comprender el funcionamiento del electrodo de referencia analizando cómo podría ser construido de manera casera.

Muchas gracias Iván!

alejandro.

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