Electrodos selectivos de iones: Adición estándar y medición directa – Parte 2

2 may. 2022

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Este artículo es Parte 2 de una serie.

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La segunda parte de esta serie de blogs se centra en las diferentes formas de realizar una medición potenciométrica de iones con un electrodo selectivo de iones (ISE). Las dos formas más comunes son la suma estándar y la medición directa.

Es posible que en el pasado haya dudado cuál de estos dos métodos de determinación era el más adecuado para una muestra. Para facilitarle la respuesta a esta pregunta, presentaré los dos principios de medición y compararé sus ventajas y desventajas en este artículo de blog. Además, se proporcionan dos prácticas listas de verificación para garantizar la mejor reproducibilidad.

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Adición estándar
Medida directa
Ventajas y desventajas: adición estándar frente a medición directa
Resumen

Si desea conocer los principios básicos de la medición de iones, consulte la primera parte de esta serie.

Electrodos selectivos de iones: Consejos generales – Parte 1

Adición estándar

Durante una adición estándar, se agregan volúmenes definidos de una solución estándar del ion de interés a un volumen conocido de la solución de muestra en varios incrementos. Después de cada adición de la solución estándar, se mide el potencial de la solución. La concentración de iones de la solución de muestra original se puede calcular a partir de la diferencia entre el potencial inicial y el potencial medido después de cada adición.

Un ejemplo ilustrado de una curva típica de suma estándar se da en Figura 1. Aquí, la concentración inicial de la muestra se calcula a partir de la diferencia de potencial medida que depende del incremento de volumen agregado. El primer punto de medición (en rojo) corresponde al potencial medido de la solución de muestra, mientras que los siguientes puntos de medición (en verde) corresponden al potencial medido después de cada adición de la solución estándar.

2022/05/02_Ion_selective_electrodes_Standard_addition_and_direct_measurement_Part 2_2

Figure 1. Adición estándar. a) Representación esquemática de la señal dada después de cada adición estándar; b) ejemplo de una curva típica de adición estándar.

Tradicionalmente, volúmenes fijos de una solución estándar se agregan durante el proceso de adición estándar. Esta opción se usa a menudo durante control de calidad de productos con una concentración de ingredientes definida para ahorrar tiempo. Los dispositivos modernos utilizan un diferencia de potencial fija y agregue volúmenes variables de solución estándar hasta lograr la diferencia. Esto es útil para productos con concentraciones de ingredientes fluctuantes o inconsistentes. tabla 1 compara los dos tipos diferentes de suma estándar.

Paso	Volumen arreglado	Diferencia de potencial fija
1	Agregue la solución de muestra en el vaso de precipitados.
2	Añadir ISA/TISAB.
3	Agregar volúmenes definidos de una solución estándar utilizando un bureta o pipeta.	Agregue la solución estándar hasta que diferencia de potencial definida se obtiene usando un bureta.
4	Mida el potencial después de la adición.

De acuerdo a Tabla 2, la concentración estándar (c_estándar) para diferentes volúmenes de bureta (V_bureta) debe elegirse en función de la concentración de la muestra (c_ejemplo) para garantizar la ejecución más precisa de la adición estándar. Por lo tanto, se debe considerar cualquier dilución de la muestra (p. ej., dilución con TISAB).

V_bureta en ml	C_estándar : C_ejemplo
5	40 : 1
10	20 : 1
20	10 : 1
50	5 : 1

Recomendamos usar un diferencia de potencial fija para la adición estándar como es menos propenso a errores y da resultados más fiables. Los dispositivos modernos de Metrohm, como el valorador OMNIS puede llevar a cabo estos métodos de adición automáticamente. Simplemente presione una sola tecla y la adición de su solución estándar se controla automáticamente desde el valorador o el medidor de iones. Lo mismo se aplica a la evaluación, ya que el propio dispositivo realiza iterativamente el cálculo de su resultado.

Eso es bastante fácil, ¿no? Esta solución reduce el error humano y ahorra tiempo para tareas de laboratorio más importantes.

Lista de verificación: Adición estándar

Tener resultados reproducibles es importante para todos los que trabajan en el laboratorio. Para lograr resultados óptimos, hemos preparado esta lista de verificación para usted. ¿Puedes responder a todas estas preguntas con SÍ?

Sí/No	Antes de la medición:
( )	Se agrega ISE/TISAB fresco a mi solución de muestra.
( )	El número de mis adiciones es al menos cuatro.
( )	El volumen agregado no excede 25% del volumen de la muestra. Por lo tanto, no hay riesgo de un error de dilución.
( )	Mi diferencia de potencial definida es al menos 12 mV por adición.
( )	Hay sin diferencia de temperatura entre mi solución estándar y de muestra.

Sí/No	Durante / después de la medición:
( )	El volumen total de mi estándar agregado se encuentra en la región entre 10 y 90% del volumen de la bureta.
( )	mi solución es movido mientras agrega estándar.
( )	Hay sin burbujas de aire en el tubo y la unidad de dosificación está ajustado.
( )	Mi medida potencial llega a un potencial estable entre adiciones.
( )	mi obtenido Pendiente es aceptable.

Medida directa

Al realizar una medición directa, el electrodo selectivo de iones se calibra con soluciones estándar del ion a medir. Esto se hace antes de la medición de iones, similar a la calibración de un electrodo de vidrio de pH. A continuación, la calibración se puede utilizar para varias series de determinación.

Consulte nuestro artículo de blog anterior para obtener más información sobre la calibración de pH.

Cómo calibrar un medidor de pH | Metrohm

Al realizar una medición de iones con el método de determinación directa, debe considerar los siguientes tres puntos:

Composición de los patrones de calibración
En general, las soluciones estándar deben tener el mismo fondo iónico que la solución de muestra. Por lo tanto, los estándares de calibración deben consistir en una concentración particular del ion de medición, así como la misma proporción de agua desionizada a ISA/TISAB que se utiliza posteriormente en la determinación misma. Si la muestra tiene un fondo iónico alto, recomendamos emularlo en la solución estándar. Por ejemplo, para medir el fluoruro en la sal de mesa fluorada, se recomienda agregar cloruro de sodio de alta pureza a las soluciones estándar para imitar la muestra.
Rango de concentración de los estándares de calibración
La concentración de iones esperada en la muestra debe estar en algún lugar en el medio del rango de concentración de las soluciones estándar (Figura 2). Por lo tanto, las concentraciones estándar de calibración deben elegirse de tal manera que cubran (entre paréntesis) la concentración esperada del ion medido en la muestra.
Orden de los patrones de calibración
Para reducir la influencia del arrastre, las soluciones estándar deben medirse desde la concentración más baja hasta la más alta.

Lista de verificación: medición directa

Sí/No	Antes de la medición:
( )	La cantidad de ISA/TISAB fresco es el mismo para todos mis estándares y para mi solución de medición.
( )	he usado el misma proporción de ISA/TISAB a muestra/estándar más agua para las mediciones estándar y de muestra.
( )	Él rango de calibración cubre suficientemente el rango de concentración de mi muestra.
( )	Mi muestra y los estándares de calibración se miden bajo condiciones idénticas.
( )	Composición de la matriz se emula lo mejor posible en mis estándares de calibración.

Sí/No	Durante / después de la medición:
( )	tengo debidamente acondicionado mi electrodo entre mediciones.
( )	He medido mis estándares en el orden correcto/definido.
( )	Él Pendiente de mi calibración es aceptable.

Ventajas y desventajas: adición estándar frente a medición directa

Ambos métodos de determinación discutidos aquí tienen ventajas y desventajas. Para ayudarlo a decidir qué método de determinación elegir, los pros y los contras se enumeran en Tabla 3.

	Adición estándar	Medición Directa
Ventajas	Independiente de la matriz No es necesario calibrar Solo se necesita un único estándar. Casi no es necesaria la interacción del usuario El electrodo se prueba con cada medición.	Medición rápida (parámetros determinados rápidamente, en promedio en aproximadamente 60 segundos de tiempo de medición) Buena reproducibilidad, también en rangos de concentración más bajos
Desventajas	Posibilidad de pobres reproducibilidad en rangos de concentración más bajos Tiempos de determinación más largos (parámetros determinados dentro de aproximadamente 300 segundos del tiempo de medición)	Se debe preparar una serie de patrones para la calibración. Dependiente de la matriz El cambio de las propiedades del electrodo solo se ve durante la calibración