10.6 : Potenciometria: Eletrodos de Membrana

Eletrodos de membrana, também conhecidos como eletrodos de íons p, usam membranas que interagem seletivamente com íons livres do analito, gerando uma diferença de potencial através da membrana. O potencial de membrana resultante, conhecido como potencial de assimetria, não é zero mesmo quando as concentrações de analito em ambos os lados da membrana são iguais. A resposta da membrana normalmente não é seletiva para um único analito, mas proporcional à concentração de todos os íons na solução da amostra capazes de interagir nos sítios ativos da membrana. O coeficiente de seletividade mede a resposta relativa para o interferente sobre o analito. Um valor menor que 1,00 indica boa seletividade para o analito. Esses eletrodos são classificados em eletrodos de vidro, estado sólido cristalino, à base de líquido e de detecção de gás com base no material da membrana usado nos eletrodos.

Os eletrodos de vidro têm membranas de vidro com íons metálicos incorporados. Quando imersa em uma solução, a membrana se hidrata, formando sítios carregados negativamente com íons de sódio que atuam como contra-íons. Os íons de hidrogênio da solução difundem-se na membrana, deslocando os íons de sódio e criando seletividade para H+ em níveis de pH baixos. Essa seletividade é estendida a outros cátions em níveis de pH altos.

Eletrodos de estado sólido usam membranas seletivamente permeáveis ​​compostas de cristais de sal inorgânico para medir os cátions ou ânions do sal usado seletivamente.

Eletrodos de membrana líquida fornecem avaliações rápidas e precisas das concentrações de íons. Esses eletrodos compreendem uma membrana hidrofóbica com agentes complexantes orgânicos seletivos ou trocadores de íons que são seletivos para certos cátions ou ânions polivalentes presentes na solução.

Eletrodos de detecção de gás determinam concentrações de gases dissolvidos usando membranas permeáveis a gases, que permitem que o gás alvo se difunda em uma solução eletrolítica interna. A reação química subsequente entre o gás e o eletrólito gera uma diferença de potencial proporcional à concentração do gás na solução externa.

Biossensores potenciométricos, incluindo eletrodos enzimáticos, são formados pela imobilização de espécies biologicamente ativas no eletrodo de membrana. A reação do analito com a enzima produz um produto cuja concentração é monitorada pelo eletrodo íon-seletivo.