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398

 

CAPÍTULO 13 

ELECTRODOS POTENCIOMÉTRICOS Y POTENCIOMETRÍA

Tabla 13.3

Propiedades típicas de algunos electrodos comerciales selectivos de iones

 Intervalo 

de

Electrodo concentración 

(M ) 

Interferencias 

principales

a

Electrodos de intercambio

  iónico líquido-líquido

    Ca

2



 10

0

-10

5

 Zn

2



(3); Fe

2



(0.8); Pb

2



(0.6); Mg

2



(0.1); Na



(0.003)

    Cl



 10

1

-10

5

 

I



(17); NO

3



(4); Br



(2); HCO

3



(0.2); SO

4

2



, F



(0.1)

  Catión divalente 

10

0

-10

8

 Fe

2



, Zn

2



(3.5); Cu

2



(3.1); Ni

2



(1.3); Ca

2



, Mg

2



(1); Ba

2



(0.94); 

 

 

    Sr

2



(0.54); Na



(0.015)

    BF

4



 10

1

-10

5

 NO

3



(0.1); Br



(0.04); OAc



, HCO

3



(0.004); Cl



(0.001)

    NO

3



 10

1

-10

5

 CIO

4



(1000); I



(20); Br



(0.1); NO

2



(0.04); Cl



(0.004); 

 

 

    CO

3

2



(0.0002); F



(0.00006); SO

4

2



(0.00003)

  ClO

4



 10

1

-10

5

 

I



(0.01); NO

3



, OH



(0.0015); Br



(0.0006); F



, Cl



(0.0002)

    K



 10

0

-10

5

 Cs



(1); NH

4



(0.03); H



(0.01); Na



(0.002); Ag



, Li



(0.001)

Electrodos de estado sólido

b

    F



 10

0

-10

6

 

Nivel máximo: OH



 

 0.1 F



  Ag



 o S

2



 10

0

-10

7

 Hg

2



 

 10

7

 M

a

 El número en paréntesis es la selectividad relativa del ion de interferencia sobre el ion de prueba (véase el Coeficiente de selectividad, más adelante).

b

 Las concentraciones de interferencia dadas representan las concentraciones máximas tolerables.

fílico (opuesto a hidrofílico), de modo que no se lixivie de la membrana al exponerse a 

soluciones acuosas. La membrana plástica por lo regular está basada en cloruro de polivi-

nilo (PVC), y consiste en aproximadamente 33% de PVC; alrededor de 65% de plastifi-

cante, como o-nitrofenil éter (o-NPOE); alrededor de 1.5% de ionóforo, y alrededor de 

0.5% de tetrakis(p-clorofenil)borato de potasio (KT

p

ClB) para aumentar la conductividad 

y minimizar la interferencia de aniones lipofílicos como el SCN. El ion (

Cl)

4

B



 es en sí 

mismo lipofílico, y repele los aniones lipofílicos que de otra manera penetrarían la mem-

brana y contrarrestarían la respuesta al ion metálico. Se prepara una solución de estos 

componentes en un disolvente como tetrahidrofurano (THF) y luego se vierte en una placa 

de vidrio para permitir que se evapore el THF. La membrana flexible que se genera se 

puede luego montar en el extremo del cuerpo de un electrodo.

Quizás el ejemplo más exitoso de este tipo de electrodo es el electrodo selectivo de 

ion potasio que incorpora el ionóforo valinomicina, la cual es un antibiótico natural con 

un anillo cíclico de poliéter que tiene una jaula de oxígenos en el anillo con el tamaño 

justo para complejar selectivamente al ion potasio. Su selectividad por el potasio es alre-

dedor de 10

4

 veces la que tiene por el sodio.

Los ionóforos útiles para diversos iones metálicos, especialmente los iones alcalinos 

y los alcalino-térreos, son los éteres corona. Éstos son compuestos sintéticos de éter cíclico 

neutro que se pueden hacer a la medida para proporcionar jaulas del tamaño correcto para 

complejar en forma selectiva un ion dado. Por lo regular se agrega una cadena larga de 

hidrocarburo o un grupo fenilo para hacer que el compuesto sea lipofílico. Un ejemplo es 

el éter 14-corona-4 que se ilustra en la figura 13.14, que es selectivo para el ion litio en 

presencia de sodio. El número 4 se refiere al número de oxígenos en el anillo, y el 14 es 

el tamaño del anillo. Los compuestos 14-corona-4 tienen el tamaño de jaula adecuado para 

complejar al litio. La colocación de los grupos fenilo voluminosos en el compuesto provoca 

un impedimento estérico para la formación del complejo 2:1 éter corona:sodio y fomenta 

la selectividad hacia el litio (el complejo litio:corona es 1:1). El resultado es una selecti-

vidad de alrededor de 800 veces hacia el litio. Se han preparado electrodos basados en éter 

corona para sodio, potasio, calcio y otros iones, y se han sintetizado ionóforos basados en 

amida que complejan selectivamente ciertos iones. La figura 13.15 muestra algunos ionó-

foros que se han usado en electrodos basados en PVC.

Pederson recibió el Premio 

Nobel de 1987 por su trabajo 

pionero sobre los éteres corona. 

Véase http://almaz.com/nobel/ 

chemistry/1987c.html.

O

O

O

O

Figura 13.14. 

Éter 14-co-

rona-4 que se enlaza selectiva-

mente con el ion litio.

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