ELECTROQUíMICA ANALíTICA

(1)

1. Antecedentes 2. Química Analítica a Microescala Total 3. Tácticas y estrategias 4. Métodos Químicos de Análisis 5. Resultados 6. Microanálisis instrumental 7. Micropotenciometría 8. Ejemplos 9. Microbiosensores 10.Microconductrimetría 11.Ejemplos 12.Electroquímica Analítica 13.Ejemplos 14.Microelectroanálisis 15.Ejemplos 16.Microfotocolorimetría 17.Ejemplos 18.Fotogalería 19.Conclusiones 20.Referencias

ELECTROQUíMICA

ANALíTICA

(2)

1. Antecedentes 2. Química Analítica a Microescala Total 3. Tácticas y estrategias 4. Métodos Químicos de Análisis 5. Resultados 6. Microanálisis instrumental 7. Micropotenciometría 8. Ejemplos 9. Microbiosensores 10.Microconductrimetría 11.Ejemplos 12.Electroquímica Analítica 13.Ejemplos 14.Microelectroanálisis 15.Ejemplos 16.Microfotocolorimetría 17.Ejemplos 18.Fotogalería 19.Conclusiones 20.Referencias Dr. Alejandro Baeza La Ciencia Más Allá del Aula

ELECTROQUIMICA ANALITICA A MICROESCALA TOTAL

La imposición de una diferencia de potencial eléctrico

suficientemente grande entre dos interfases electródicas (dos

metales sumergidos en soluciones iónicas), produce una corriente

eléctrica asociada a reacciones redox en sendas soluciones:

En los equipos convencionales se usan grandes electrodos y

volúmenes de solución (V>30 mL) y potentes potenciostatos para

garantizar una imposición constante de potencial. Estos equipos

llevan acoplados amperímetros sensibles para medir la corriente

eléctrica de electrólisis y un tercer electrodo de referencia para

medir con un potenciómetro el potencial sobre el electrodo de

trabajo:

(3)

El diseño de un equipo electroquímico a Microescala Total se basa

en un esquema de trabajo simplificado de la siguiente manera:

Hemos diseñado diversos modelos con base al esquema anterior.

El equipo mas simplificado del Minipolarógrafo de Mínima

Instrumentación diseñado y probado en nuestro laboratorio, MIMP

(por sus siglas en inglés) se muestra en el siguiente esquema:

(4)

La estrategia arriba propuesta tiene éxito en la medida de que el

potencial utilizado sea constante (eliminador de baterías de 12V

CD) y el uso de Microelectrodos ya sea una mina de carbón o un

pequeño disco de platino u oro. Se propone la utilización de una

jeringa de 3 mL cortada o un vasito de plástico de jarabe como

celda electroquímica de acuerdo a los siguientes dibujos:

(5)

La forma de operar es dosificando el potencial de salida con la

resistencia variable y para cada pulso de potencial impuesto de

acuerdo a la lectura del voltímetro, leer la corriente en microamperios

en un tiempo de muestreo determinado, por ejemplo τ = 30 s.

Se hace el gráfico de I leida a los 30 s en función del potencial

impuesto respectivo:

(6)

MIMP

M

inimal

I

nstrumentation

M

icro

P

olarograph

EJEMPLO 18:

Primer modelo

de micropolarografo

(7)

microcelda para MIMP-III

Modelo supersimplificado

MIMP-III:

(8)

Estudiante

Ricardo Palos

Univ. Aut. Cd.

Juárez

Profa: Dulce

María

Inst. Tec. de

Tuxtla Gutiérrez,

Chiapas

(9)

(10)

Low cost sampled current pulse voltammetry:

Karl Fisher H

2

O titration

MIM-I

A. Baeza,

Workshop in the 3rd International Microscale Chemistry Symposium

Mexico City. 2005

3 electrodes microcell

Water content determination

Chronoamperometric end-point

Adrián de Santiago, 2002

EJEMPLO 22.

(11)

Do = 1.79x10

-5

cm

2 /s

Example 23: Ascorbic

acid oxidation

Voilà! 33

EJEMPLO 23. Obtención de

parámetros fisicoquímicos válidos:

Coef. de difusión.

(12)

DC and DPP

Micropolarographic

cell

(vol. = 0.5 mL)

EJEMPLOS DE

APLICACIÓN DE MICRO

CELDAS Y

MICROELECTRODOS EN

PROBLEMAS DE

INVESTIGACIÓN:

WE: DME

(13)

H.Prado, P. Diaz. J.L. Ortiz and Alejandro Baeza

Polarographic Determination of Km´and v max

Of Glutathione Reductase

Current Separations 20-4(2004)117-122

Vidrio H., Medina M, Gonzalez R, Diaz P, Lorenzana M., A. Baeza

Semicarbazide-Sensitive Amine Oxidase Substrates potentiate

Hydralazine Hypotension: possible role of Hydrogen Peroxide

The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 307-1(2003)497-504

P. Diaz, M. Lorenzana., H. Vidrio and A. Baeza

Hydrogen Peroxide electroanalytical determination

in bilogical liquid samples

Proc. West. Pharmacol. Soc. 45 (112-113

EJEMPLO 24.

EJEMPLO 25.

(14)

WE:

C, Pt , Au, W, PANI

AE

quasi-RE

Ag°|AgCl(s)

Microcell

250 μ

L

Hg° Microchamber

(7 mg)

(15)

:

Mayen R., Baeza A., Ibañez J

Simulttaneous determination of nickel and

cadmium by Differential Pulse

Polarograpy

Analytical Sciences 18 (2002)1-3

Jimenez N., Roman A.,Baeza A., Sanchez A., Valderrama B.

Alkali halide-resistant catalisis by the multipotent oxidase from Marinomonas mediterranea

Journal of Molecular Catalysis: B Enzymatic 19-20(2002)437-441

J. Verdín, R. Pogni, A. Baeza, M Camila, R Rossi, R.Vázque-Duhalt

Mechanism of versatile peroxidase inactivation by Ca(II) depletion

Biophysical Chemistry 121 (2006)163-170

Microelectrochemical cells

E. Torres, A.Baeza A., R vázquez-Duhalt.

Chemical Modification of heme group improves affinity

Of hydrophobic substrates in organic media.

Journal of Biotechnology 117 (2005)73-82

EJEMPLO 27.

EJEMPLO 28.

EJEMPLO 30.

(16)

Electrooxidación de una familia de fenoles

como sustratos de oxidasas de interés biotecnológico

Arturo García, A. Baeza.

Facultad de Química (estancias cortas de investigación)

Marcela Ayala, Rafael Vazquéz-Duhalt

Instituto de Biotecnología.UNAM.

agosto 2006

(17)

(18)

PROBLEMA:

Solo algunos miligramos de un material

insoluble en la mayoría de los disolventes

Necesario especiar Iridio (IV)/Iridio (III)

Solución:

(19)

Micro

Carbon Paste Electrodes:

MCPE

(20)

(21)

Electroquímica en Líquidos Iónicos

Arturo García. Quím. Exp. Aplic.