RINCÓN DEL CONOCIMIENTO - ELECTROQUÍMICA
ELECTROQUÍMICA
Electroquímica es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía electrica y la energía química. En otras palabras, las reacciones químicas que se dan en la interfase de un conductor eléctrico (llamado electrodo, que puede ser un metal o un semiconductor) y un conductor iónico (el electrolito) pudiendo ser una disolución y en algunos casos especiales, un sólido.
En general, la electroquímica se encarga de estudiar las situaciones donde se dan reacciones de oxidación y reducción encontrandose separadas, físicamente o temporalmente, se encuentran en un entorno conectado a un circuito electrico. Esto último es motivo de estudio de la química analítica, en una subdisciplina conocida como análisis potenciométrico.
Es muy importante que, para un óptimo desempeño de tu potenciostato, la impedancia del Electrodo de Referencia en tu celda sea pequeña. Un Electrodo de Referencia con mucha impedancia causará problemas que van de simples sobrecargas a oscilaciones del potenciostato. Así que hay que revisar entonces el Electrodo de Referencia, pues su impedancia debe ser menor a 1Kohm para obtener buenos resultados. Si ésta es mayor a 1Kohm no es nada bueno, pero una impedancia mayor a 5Kohm es inaceptable y hay que corregir el problema. En los electrodos de Gamry este problema se corrige fácilmente cambiando la punta porosa.
Procedimiento: para probar el Electrodo de Referencia, el dispositivo debe poder hacer Espectroscopía de Impedancia electroquímica (EIS). Llena parcialmente un recipiente de vidrio con electrolito. Si normalmente utilizas un capilar de Luggin, la concentración del electrolito debe ser aproximadamente la misma que la de tu solución de prueba. Sumerge entonces la punta de tu Electrodo de Referencia en la solución, o si usas el capilar de Luggin, sumerge la punta del capilar en la solución y coloca el Electrodo de Referencia en el capilar. Asegúrate que haya continuidad electrolítica entre la punta del electrodo y la punta del capilar de Luggin. Añade un alambre de platino de gran superficie o un contra electrodo de grafito a la solución.
Conecta el Electrodo de Referencia a las terminales Working (verde) y Working Sense (azul) del cable de tu potenciostato (si, precisamente las terminales del Electrodo de Trabajo). Conecta la varilla de grafito a las terminales Reference (blanco) y Counter (rojo).
Programa una prueba potenciostática en EIS comenzando el barrido a 5KHz y terminando a 100Hz. Asegúrate que el potencial aplicado sea Cero respecto del Potencial de Circuito Abierto (Eoc). Una amplitud CA de 5mV debe ser más que suficiente. Comienza con la prueba y asegúrate que la corriente CD sea menor a 10mA. Si ésta no es menor, apaga el potenciostato tan pronto como te sea posible.
PRECAUCIÓN: No permita que la prueba se haga si fluyen corrientes CD significativas, tu Electrodo de Referencia se puede dañar.
Permite el barrido por la menos una década en frecuencia, entonces detén el barrido y apaga la celda. Revisa la magnitud y fase de la impedancia medida. La impedancia medida a alta frecuencia debe ser resistiva (el ángulo de fase debe estar cercano a cero). Si así sucede, la magnitud de la impedancia es un buen estimado de la resistencia de tu Electrodo de Referencia, pero si el ángulo de fase no está cercano a cero, no se puede confiar en la impedancia.
Hemos hecho esta prueba con algunos electrodos en Satelsa, replicando lo que Gamry hace en su laboratorio, y hemos obtenido buenos resultados en los Electrodos de Referencia de Calomel (N/P 930-00003) con punta Porosa (Figura 1), donde la tabla 1 muestra los resultados obtenidos en 3 electrodos distintos. Note que si la impedancia es muy alta, se debe reemplazar la punta Porosa, disponible en Gamry con el número de parte 955-00003 (paquete de 5 puntas).
Para usuarios Gamry, note que la Familia de Potenciostatos Reference es menos tolerante a los Electrodos de Referencia con alta impedancia que los potenciostatos Series G e Interface 1010. La familia Reference está diseñada para un buen desempeño y gran velocidad, ¡y no aprecian un Electrodo de Referencia con alta impedancia! Nota original en la siguiente liga: