Eletrodos íon-seletivos: adição padrão e medição direta – Parte 2

02/05/2022

Artigo

Este artigo é Parte 2 de uma serie.

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A segunda parte desta série de blogs concentra-se nas diferentes formas de realizar uma medição potenciométrica de íons com um eletrodo seletivo de íons (ISE). As duas formas mais comuns são adição padrão e medição direta.

No passado, você pode ter duvidado de qual desses dois métodos de determinação era o mais adequado para uma amostra. Para facilitar a resposta a esta pergunta, apresentarei os dois princípios de medição e compararei suas vantagens e desvantagens neste artigo do blog. Além disso, existem duas listas de verificação úteis fornecidas para garantir a melhor reprodutibilidade.

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Adição padrão
Medição direta
Vantagens e desvantagens: adição padrão vs. medição direta
Resumo

Se você quiser saber mais sobre os princípios básicos por trás da medição de íons, confira a primeira parte desta série.

Eletrodos íon-seletivos: Dicas gerais – Parte 1

Adição padrão

Durante uma adição padrão, volumes definidos de uma solução padrão do íon de interesse são adicionados a um volume conhecido da solução amostral em vários incrementos. Após cada adição da solução padrão, o potencial da solução é medido. A concentração de íons da solução da amostra original pode então ser calculada a partir da diferença entre o potencial inicial e o potencial medido após cada adição.

Um exemplo ilustrado de uma curva de adição padrão típica é dado em figura 1. Aqui a concentração inicial da amostra é calculada a partir da diferença de potencial medida que depende do incremento de volume adicionado. O primeiro ponto de medição (em vermelho) corresponde ao potencial medido da solução amostra, enquanto os pontos de medição subsequentes (em verde) correspondem ao potencial medido após cada adição da solução padrão.

2022/05/02_Ion_selective_electrodes_Standard_addition_and_direct_measurement_Part 2_2

Figure 1. Adição padrão. a) Representação esquemática do sinal dado após cada adição de padrão; b) exemplo de curva típica de adição de padrões.

Tradicionalmente, volumes fixos de uma solução padrão são adicionados durante o processo de adição de padrão. Esta escolha é frequentemente usada durante controle de qualidade de produtos com uma concentração definida de ingredientes para economizar tempo. Os dispositivos modernos usam um diferença de potencial fixa e adicione volumes variáveis de solução padrão até que a diferença seja alcançada. Isto é útil para produtos com concentrações de ingredientes flutuantes ou inconsistentes. tabela 1 compara os dois tipos diferentes de adição padrão.

Etapa	Volume Fixo	Diferença de potencial fixa
1	Adicione a solução amostra no copo.
2	Adicione ISA/TISAB.
3	Adicionar volumes definidos de uma solução padrão usando um bureta ou pipeta.	Adicione solução padrão até diferença de potencial definida é obtido usando um bureta.
4	Meça o potencial após a adição.

De acordo com mesa 2, a concentração padrão (c_padrão) para diferentes volumes de bureta (V_bureta) deve ser escolhido em função da concentração da amostra (c_smpl) para garantir a execução mais precisa da adição padrão. Assim, qualquer diluição da amostra deve ser considerada (por exemplo, diluição com TISAB).

V_bureta em mL	c_padrão :c_smpl
5	40 : 1
10	20 : 1
20	10 : 1
50	5 : 1

Recomendamos usar um diferença de potencial fixa para adição padrão como é menos sujeito a erros e dá resultados mais confiáveis. Dispositivos Metrohm modernos, como o Titulador OMNIS pode realizar esses métodos de adição automaticamente. Basta pressionar uma única tecla e a adição de sua solução padrão é controlada automaticamente pelo titulador ou medidor de íons. O mesmo se aplica à avaliação, já que o cálculo do seu resultado é feito de forma iterativa pelo próprio aparelho.

Isso é muito fácil, não é? Esta solução reduz o erro humano e economiza tempo para tarefas laboratoriais mais importantes.

Lista de verificação: adição padrão

Ter resultados reproduzíveis é importante para todos que trabalham no laboratório. Para obter os melhores resultados, preparamos esta lista de verificação para você. Você pode responder a todas essas perguntas com SIM?

Sim não	Antes da medição:
( )	ISE/TISAB fresco é adicionado à minha solução de amostra.
( )	O número das minhas adições é pelo menos quatro.
( )	O volume adicionado não excede 25% do volume da amostra. Portanto, não há risco de erro de diluição.
( )	Minha diferença de potencial definida é pelo menos 12 mV por adição.
( )	Há sem diferença de temperatura entre minha solução padrão e amostra.

Sim não	Durante/após a medição:
( )	O volume total do meu padrão adicionado fica na região entre 10 e 90% do volume da bureta.
( )	Minha solução é mexido ao adicionar padrão.
( )	Há sem bolhas de ar na tubulação e a unidade de dosagem é apertado.
( )	Minha medição potencial atinge um potencial estável entre adições.
( )	Meu obtido declive é aceitável.

Medição direta

Ao realizar uma medição direta, o eletrodo seletivo de íons é calibrado com soluções padrão do íon a ser medido. Isso é feito antes da medição de íons em si, semelhante à calibração de um eletrodo de vidro de pH. A calibração pode então ser usada para diversas séries de determinação.

Confira nosso artigo anterior do blog para obter mais informações sobre calibração de pH.

FAQ: Tudo sobre calibração de pH

Ao realizar uma medição de íons com o método de determinação direta, você deve considerar os três pontos a seguir:

Composição dos padrões de calibração
Em geral, as soluções padrão devem ter o mesmo fundo iônico que a solução amostra. Portanto, os padrões de calibração devem consistir em uma concentração específica do íon de medição, bem como na mesma proporção de água deionizada para ISA/TISAB que é usada posteriormente na própria determinação. Se a amostra tiver um fundo iônico elevado, recomendamos emular isso na solução padrão. Por exemplo, para medir o flúor no sal de cozinha fluorado, é recomendado adicionar cloreto de sódio altamente puro às soluções padrão para imitar a amostra.
Faixa de concentração dos padrões de calibração
A concentração esperada de íons na amostra deve estar em algum lugar no meio da faixa de concentração das soluções padrão (Figura 2). Portanto, as concentrações do padrão de calibração devem ser escolhidas de forma que cubram (entre colchetes) a concentração esperada do íon medido na amostra.
Ordem dos padrões de calibração
Para reduzir a influência do carryover, as soluções padrão devem ser medidas da concentração mais baixa para a mais alta.

Lista de verificação: medição direta

Sim não	Antes da medição:
( )	A quantidade de ISA/TISAB fresco é o mesmo para todos os meus padrões e para minha solução de medição.
( )	Eu usei o mesma proporção de ISA/TISAB para amostra/padrão mais água para as medições de padrão e amostra.
( )	O faixa de calibração cobre suficientemente minha faixa de concentração de amostra.
( )	Minhas amostras e padrões de calibração são medidos sob condições idênticas.
( )	Composição da matriz é emulado da melhor maneira possível em meus padrões de calibração.

Sim não	Durante/após a medição:
( )	Eu tenho devidamente condicionado meu eletrodo entre as medições.
( )	Eu medi meus padrões no ordem correta/definida.
( )	O declive da minha calibração é aceitável.

Vantagens e desvantagens: adição padrão vs. medição direta

Ambos os métodos de determinação discutidos aqui têm vantagens e desvantagens. Para ajudá-lo a decidir qual método de determinação escolher, os prós e os contras estão listados em Tabela 3.

	Adição padrão	Medição Direta
Vantagens	Independente de matriz Não é necessária calibração Apenas um único padrão é necessário Quase nenhuma interação do usuário é necessária O eletrodo é testado com cada medição	Medição rápida (parâmetros determinados rapidamente, em média, em aproximadamente 60 segundos de tempo de medição) Boa reprodutibilidade, também em faixas de concentração mais baixas
Desvantagens	Possibilidade de pobre reprodutibilidade em faixas de concentração mais baixas Tempos de determinação mais longos (parâmetros determinados dentro de aproximadamente 300 segundos do tempo de medição)	Uma série de padrões para calibração deve ser preparada Dependente de matriz A alteração das propriedades do eletrodo só é vista durante a calibração