Valoradores: encontrar la plataforma adecuada para el trabajo

Jun 26, 2023

Mike May es un escritor y editor independiente que vive en Texas.

La titulación determina la concentración de una sustancia química específica (el analito) en una muestra mediante el uso de otra sustancia química o reactivo, llamado valorante. El reactivo reacciona con la muestra para producir un color, una reacción química o un cambio en una propiedad eléctrica que se relaciona con la concentración del analito. La cantidad de reactivo utilizado se mide y se convierte en concentración.

"Los instrumentos modernos que indican los resultados de una titulación utilizan cambios en las características eléctricas", dice Hank Levi, presidente de Scientific Gear. Estos instrumentos se conocen como valoradores potenciométricos.

Para operar un valorador potenciométrico, se agrega una muestra a un recipiente o matraz. Se inserta un electrodo para medir la característica eléctrica, como el voltaje de la muestra. El reactivo se agrega desde una bureta hasta que los cambios eléctricos alcanzan el equilibrio o el punto final. La cantidad de reactivo necesaria para alcanzar ese punto final se mide y se convierte en concentración. "Los científicos utilizan valoraciones potenciométricas para una amplia gama de análisis de concentración química, incluidos aspectos como la sal y el ácido/acidez", explica Levi.

En la década de 1930, el químico alemán Karl Fischer desarrolló un reactivo especial para analizar la concentración de agua de una muestra. Los métodos que utilizan estos reactivos se denominan Karl Fischer. Un reactivo de Karl Fischer reacciona con el agua de una muestra para crear yodo, una sustancia química no conductora de electricidad.

En el Karl Fischer volumétrico, el reactivo se añade a la muestra, contenida en un recipiente sellado lleno de un disolvente apropiado y equipado con un electrodo. El reactivo se dosifica en el recipiente mediante una bureta. La concentración de agua en una muestra se calcula a partir de la cantidad de reactivo utilizado para alcanzar el punto final.

En 1959 se desarrolló una modificación del reactivo de Karl Fischer. Este reactivo combinó el disolvente de la muestra y el reactivo que reacciona con el agua en una solución química. Levi señala que "esta técnica utiliza una corriente eléctrica para liberar el reactivo químico activo de la solución combinada de reactivo y disolvente". El sistema utiliza dos electrodos; uno para detectar la condición eléctrica de la muestra y un segundo para proporcionar la corriente eléctrica que libera el reactivo activo. Esta técnica se llama culombimétrica de Karl Fischer.

Para realizar una prueba culombimétrica de Karl Fischer, se llena un recipiente sellado especial, equipado con dos electrodos y un puerto de inserción de muestra, con reactivo culombimétrico de Karl Fischer. Se agrega una muestra a través del puerto de inserción y se aplica corriente automáticamente para separar el reactivo activo. Aquí, la cantidad de corriente necesaria para alcanzar el equilibrio se convierte en la concentración de agua en la muestra.

Se pueden agregar otros equipos para ampliar la aplicación de un valorador. Para aumentar el rendimiento, por ejemplo, se puede utilizar un cambiador de muestras para probar automáticamente varias muestras.

La muestra en sí también puede requerir equipo adicional. En una valoración Karl Fischer, por ejemplo, algunas muestras (como los plásticos) solo liberan agua a temperaturas más altas. En tales casos, se puede utilizar un horno Karl Fischer para expulsar el agua hacia la celda de titulación. Tanto la muestra como la medición deseada desempeñan un papel en la selección de la mejor plataforma de titulación para una tarea particular. Para los científicos de hoy, hay muchas opciones disponibles comercialmente.