os E lectrodos de Ion Selectivo(ISE) son herramientas de me-dición muy precisas, que prestanun gran apoyo en el proceso de

producción y control de calidad en unaamplia gama de aplicaciones, como laindustria química, alimenticia, farma-céutica, agricultura, entre otras.

Principio de medición

Un electrodo de ion selectivo es unsensor que convierte la actividad de unión específico disuelto en una solución,en un potencial eléctrico que puede sermedida por un voltímetro o pH-metro.Los electrodos de ion selectivo que

producen una señal de voltaje como unarespuesta a un ion disuelto en una solu-ción. El potencial producido es depen-diente de la concentración de las espe-cies iónicas presentes en la solución. Elsistema de medición potenciométricaestá formada por un electrodo sensor yun electrodo de referencia. El electrodo

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H e r r a m i e n t a I n t e l i g e n t e e I d e a l p a r a R e a l i z a r C o n t r o l e se n l a A g r o i n d u s t r i a

Electrodos deIon Selectivo (ISE)

Donde: EOBS = potencial observado(mV), Eo= potencial de referenciaR=constante de gas; T=temperaturaabsoluta(K); F = Faraday constante;n=factor de valencia; A =actividad delión específico. Los valores teóricos seindican en la tabla 1:

sensor está hecho de un material queproporciona la selectividad de un ióndeterminado. El voltaje producido esteóricamente dependiente del logaritmode la actividad iónica, de acuerdo a laecuación de Nerst. El voltaje medidopuede ser expresado por la ecuación deNerst de la siguiente manera:

Determinaciones conelectrodos de ion selectivo

Existen diversas aplicaciones dondeinterviene el empleo de los electrodosde ión selectivo, los métodos de deter-minación en los cuales se utilizan son:potenciometría directa, valoracionespotenciométricas y métodos graduales,los mismos que se describen a continua-ción.

a) Potenciometría directa: es una de-terminación simple que se realiza direc-tamente en la muestra. La calibraciónse lleva a cabo con una serie de están-dares y la concentración de una muestradesconocida se determina mediante unacomparación simple de acuerdo a la

concentración del ion en análisis conlos estándares. De acuerdo a este prin-cipio se pueden realizar distintos cálcu-los, los mismos que serán descritos acontinuación.

• Adición conocida: Se agrega un vo-lumen de una solución de un ion es-tándar de concentración conocida a lamuestra que contiene una concentra-ción desconocida del mismo ión.

• Sustracción conocida: Para realizarla determinación, un reactivo estándares añadido a una muestra que contieneuna concentración desconocida de undeterminado ion; en este caso el analitocomo el reactivo reaccionan de maneraprevisible reduciendo la concentracióndel ión en análisis.

• Adición del analito: Una muestradesconocida la cual contiene el ion adeterminar es adicionada a una solu-ción de un ion estándar antes de lamedición.

• Sustracción del analito: La muestrase adiciona a un estándar y este reac-ciona con el mismo de distintas mane-ras (precipitados, complejos, etc.)

b) Valoración potenciométrica: Esuna técnica que mide la concentración por la adición gradual de un titulanteque reacciona con las especies de lamuestra. Los sensores pueden ser usadospara seguir la valoración si determinanla concentración del titulante o de lasespecies a ser determinadas.

Tipos de ISE

En función del tipo de membrana losISE se pueden clasificar en 4 categorías:sensor de estado sólido, sensor de estadolíquido, sensor de estado gaseoso y vi-drio. Además pueden ser electrodos demedia celda y/o electrodos combinados.

Iones Pendiente(mV/década)

Catión monovalente +59,16

Aniones monovalentes -59,16

Catión divalente +29,58

Anión divalente -29,58

Tabla 1

Pendiente de para el potencial a 25°C

Eobs= Eo ± 2.3___log[A]RTnF

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Gas y Combinado Sólido• permiten medir 14 parámetros tales como: Cloruro,

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Electrodos de IonSelectivo (ISE)Herramientasideales para laindustriaalimentaria

En su modo ISE, permitehacer mediciones fáciles,rápidas y precisas deparámetros claves en laindustriaagroalimentaria

Factores que inciden en lamedición con ISE

Los electrodos de ion selectivo son muysensibles y pueden verse afectados poralgunos factores tales como la tempera-tura, interferencias, y concentración delas soluciones ISA (Ionic Strength Ad-juster).

• Temperatura: Los cambios de tem-peratura afectan el equilibrio de lasolución en análisis y es así que puedencausar cambios en la concentracióndel ion específico disuelto en la solu-ción. En los laboratorios en los cualesexisten oscilaciones de temperaturadurante el día, los electrodos se debenreajustar con bastante frecuencia paracorregir los cambios en el potencialestándar y la pendiente de calibración.

• Interferencias: Generalmente la sus-tancia problema reacciona con la in-terferencia mediante la formación decomplejos, oxidación o reducción, locual genera la formación de una sus-tancia diferente, que incrementa odisminuye el resultado en la concen-tración del analito en cuestión.

• Soluciones ISA: Son soluciones queson añadidas a las muestras y estánda-res en la misma proporción con el finde fijar un coeficiente de actividad,ajustar el pH para optimizar la deter-minación, eliminar interferencias de-bidas a la oxidación o reducción delelectrodo o la reacción del ion libreque forma un complejo en la solución.

Calibración

Las celdas de electrodos de ion espe-cífico, deben ser calibrados antes de suuso con soluciones estándares de con-centración conocida tipo patrón; el pro-ceso de calibración se realiza general-mente mediante la determinación de la

concentración de dos diferentes solucio-nes estándar como mínimo que se en-cuentren dentro del rango de mediciónde interés. La calibración debería lle-varse a cabo siempre en las mismascondiciones de agitación, temperatura,tiempo de espera y criterios de estabili-dad que intervengan en la determina-ción.

Ventajas y desventajas deelectrodos ISE

Ventajas:

• Determinan la concentración o activi-dad de los iones en soluciones acuosas.

• Relativamente baratos y fáciles deusar.

• Amplia gama de aplicaciones y rangosde concentración.

• Los electrodos de estado sólido o degel rellenable son más robustos y du-raderos, ideales para el campo o enlaboratorios.

• No están sujetos a interferencias decolor.

• Alcanzan niveles de exactitud y pre-cisión de +/- 2 o 3% para algunosiones (con uso cuidadoso, calibraciónfrecuente, y la consideración de laslimitaciones).

• Las determinaciones mediante ISEson una de las pocas técnicas quepueden medir los iones positivos ynegativos.

• Los ISE pueden ser utilizados en so-luciones acuosas en un amplio rangode temperaturas.

Desventajas:

• Cuando existen muchos interferentesno son del todo específicos.

• Sensibles a las interferencias (puedenreaccionar o ser atacados por otrosiones presentes en las soluciones encuestión).

• El rango es lineal en soluciones debaja concentración.

• Algunos electrodos ISE solamenteson eficaces en un rango de pH estre-cho.

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Bibliografía:

Derek Midgley y Kenneth Torrance, potenciométrica Análisis de Agua,Segunda Edición, John Wiley & Sons,

AJ Bard y L. Faulkner (2000). Métodos electroquímicos: Fundamentos yAplicaciones. ISBN 978-0471043720.

Electrodos selectivos de iones por Wojciech Wroblewski (externa sourseWikipedia, el artículo: Un electrodo selectivo de iones).

Hanna Instrument; Biblioteca de archivos

www.wikipedia.com Wikipedia

Adriana Manciulea,Applications Specialist, Hanna Instruments Rumania

Ph.D Analytical Chemistry.Babes-Bolyai University, Cluj-Napoca,

Romania and Birmingham University, Birmingham, UK

Aplicaciones de la ISE Especies que se analizaránen la alimentación

Carne procesada y Cloruro, nitrato, nitrito en los productos pesqueros y de fluoruro en lasPesca proteínas de pescadoLeche y los Cloruro en queso, mantequilla, helados y la lecheProductos Lácteos El flúor y yodo son monitoreados para controlar los niveles de estas toxinasRefrescos y zumos Cloruro, fluoruro, dióxido de carbono y cloro residualLicores, vinos y De potasio, sodio, dióxido de carbono, flúor, bromo, calcio, oxígeno disueltocerveza alcohol y cloro residualHortalizas De nitratos en las hortalizas en conserva y alimentos para bebés. El cloro en

las aguas de lavado.

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