Métodos potenciométricos e condutimétricos de baixo custo:
uma revisão
DOI:
https://doi.org/10.26461/25.01Palavras-chave:
potenciometria, condutimetria, não-comercialResumo
A potenciometria e a condutimetria são os métodos electroanalíticos mais comuns nos laboratórios. Uma das vantagens dos métodos electroquímicos é a possibilidade de construir instrumentos de baixo custo e não comerciais, uma vez que a interacção física e a resposta físico-química do sistema são de natureza eléctrica. A instrumentação de baixo custo e não comercial permite o acesso aos métodos tanto para a investigação como para o ensino; também facilita a adaptação a desenhos experimentais ou processos com requisitos específicos, tais como a monitorização em tempo real. Vários autores trabalharam no desenvolvimento de instrumentos potenciométricos e condutimétricos de baixo custo, implementando sistemas que vão desde os eléctrodos até ao instrumento de medição. Este documento apresenta uma revisão dos métodos potenciométricos e condutimétricos de baixo custo e não comerciais, desde instrumentação muito simples até circuitos electrónicos mais avançados. Os trabalhos discutidos demonstram que é possível construir instrumentação potenciométrica e condutimétrica com resultados analíticos dentro dos requisitos estabelecidos para a análise química.
Downloads
Referências
Arada Pérez, M.A., 2020. Sensores potenciométricos. Ejemplos prácticos. Santiago de Cuba: Ediciones UO. ISBN: 978-959-207-672-3.
ASLK PRO Team, 2016. Analog System Lab Kit PRO University Kit [En línea]. Texas: Texas Instruments Incorporated. [Consulta: febrero de 2023]. Disponible en: http://www.ti.com/tool/aslkpro
Baeza, A., 2003a. Microbureta a microescala total para titulometría. En: Rev. Chil. Educ. Cient., 1(2), pp. 4-7.
Baeza, A., 2003b. Titulaciones ácido-base potenciométricas a microescala total con microsensores de pH y de referencia de bajo costo. En: Rev. Chil. Educ. Cient., 1(2), pp. 16-19.
Bakker, E. y Pretsch, E., 2005. Potentiometric sensors for trace-level analysis. En: Trends Anal. Chem., 24(3), pp. 199-207. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trac.2005.01.003
Bhateria, R. y Jain, D., 2016. Water quality assessment of lake water: a review. En: Sustain. Water Resour. Manag., 2, pp. 61-173. DOI: https://doi.org/10.1007/s40899-015-0014-7
Bieg, C.; Fuchsberger, K. y Stelzle, M., 2017. Introduction to polymer-based solid-contact ion-selective electrodes—basic concepts, practical considerations, and current research topics. En: Anal. Bioanal. Chem., 409, pp. 45–61. DOI: https://doi.org/10.1007/s00216-016-9945-6
Calero Cáceres, W. y Bonilla, P., 2011. Desarrollo de un método micropotenciométrico de bajo costo para la determinación de acidez valorable. En: Química Central, 2(1), pp. 3-12.
CCS Team, 2016. Code Composer Studio (CCS) Integrated Development Environment (IDE) [En línea]. Texas: Texas Instruments Incorporated. [Consulta: febrero de 2023]. Disponible en: http://www.ti.com/tool/ccstudio
Cerna-Cueva, A. F.; Aguirre-Escalante, C.; Wong-Figueroa, B. L.; Tello-Cornejo, J. L. y Pinchi-Ramírez, W., 2022. Calidad de agua para riego en la cuenca Huallaga, Perú. En: Sci. Agric., 13(3), pp. 239-248. DOI: https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2022.022
Corredor León, B. y Prieto Sáenz, A., 2019. Diseño y construcción de un dispositivo para determinar las cualidades del agua. En: Letras ConCiencia TecnoLógica, 15, pp. 8-12. DOI: https://doi.org/10.55411/26652544.154
Covington, A. K., 1979. Ion-selective electrode methodology. Volume 1. Florida: CRC Press. ISBN: 1315894785
Das, R.; Samal, N. R.; Roy, P. K. y Mitra, D., 2006. Role of electrical conductivity as an indicator of pollution in shallow lakes. En: Asian J. Water Environ. Pollut., 3(1), pp. 143-146.
de Souza Antas, F. P.; da Silva Dias, N.; Moreira de Oliveira, A.; Nogueira de Sousa Neto, O.; dos Santos Fernandes, C.; de Oliveira Miranda, N.; de Sousa Gurgel, G. C.; de Sousa Junior, F. S.; de Oliveira Lima, A. y Ferreira Neto, M., 2018. Hydrochemical characterization of water resources from reverse osmosis desalination plants. En: J. Agric. Sci., 10(12), pp. 445-457. DOI: https://doi.org/10.5539/jas.v10n12p445
Elbalkiny, H. T. y Samir, A., 2022. Green potentiometric electrode for determination of salbutamol in biological samples. En: Anal. Biochem., 659, 114949. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ab.2022.114949
García Torres, A., 1991. Medidor de pH de bajo costo. En: Educ. Quím., 2(2), pp. 81-85. DOI: https://doi.org/10.22201/fq.18708404e.1991.2.66957
Hein, R.; Beer, P. D. y Davis, J. J., 2020. Electrochemical anion sensing: supramolecular approaches. En: Chem. Rev., 120(3), pp. 1888-1935. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00624
Isildak, Ö. y Özbek, O., 2021. Application of potentiometric sensors in real samples. En: Crit. Rev. Anal. Chem., 51(3), pp. 218-231. DOI: https://doi.org/10.1080/10408347.2019.1711013
Jin, H.; Qin, Y.; Pan, S.; Alam, A. U.; Dong, S.; Ghosh, R. y Deen, M. J., 2018. Open-source low-cost wireless potentiometric instrument for pH determination experiments. En: J. Chem. Educ., 95(2), pp. 326-330. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.7b00479
Karimi-Maleh, H.; Orooji, Y.; Karimi, F.; Alizadeh, M.; Baghayeri, M.; Rouhi, J.; Tajik, S.; Beitollahi, H.; Agarwal, S.; Gupta, V. K.; Rajendran, S.; Ayati, A.; Fu, Li.; Sanati, A. L.; Tanhaei, B.; Sen, F.; Shabani-nooshabadi, M.; Asrami, P. N. y Al-Othman, A., 2021. A critical review on the use of potentiometric based biosensors for biomarkers detection. En: Biosens. Bioelectron., 184, 113252. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113252
López-Cerdeña, K.; García-Mendoza, A.; de Santiago, A. y Baeza, A., 2005. Química analítica a microescala total: microconductimetria. En: Rev. Cub. de Quím., 17, pp. 346.
McNaught, A. D. y Wilkinson A., eds., 1997. IUPAC compendium of chemical terminology. Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8. DOI: https://doi.org/10.1351/goldbook
Mikhelson, K. N., 2013. Ion-selective electrodes. Berlín: Springer Dordrecht. ISBN: 978-3-642-36886-8. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-36886-8
Nasser, H. N. y Hamoudeh, D. H., 2020. Manufacture of an electrical conductor cell of chromium 316 and its analytical applications. En: Chemisty Research Journal, 5(1), pp. 126-136.
Néher-Neumann, E., 2009. Advanced potentiometry. Potentiometric titrations and their systematic errors. Berlín: Springer Dordrecht. ISBN: 978-1-4020-9525-2. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9525-2
Obaya Valdivia, A. E.; Montaño-Osorio, C. y Vargas-Rodríguez, Y. M., 2019. Conductometric Titration of Metformin Hydrochloride: Simulation and Experimentation. En: J. Chem. Chem. Eng., 13, pp. 105-111. DOI: https://doi.org/10.17265/1934-7375/2019.03.003
Ortega-Hernández, N.; Ortega-Romero, M.; Medeiros-Domingo, M.; Barbier, O.C. y Rojas-López, M., 2022. Detection of biomarkers associated with acute kidney injury by a gold nanoparticle based colloidal nano-immunosensor by fourier-transform infrared spectroscopy with principal component analysis. En: Anal. Lett., 55(15), pp. 2370-2381. DOI: https://doi.org/10.1080/00032719.2022.2053982
Ozer, T.; Agir, I. y Henry, C. S., 2022. Rapid prototyping of ion-selective electrodes using a low-cost 3D printed internet-of-things (IoT) controlled robot. En: Talanta, 247, 123544. DOI: https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123544
Papadopoulos, N. J. y Jannakoudakis, A., 2016. A chemical instrumentation course on microcontrollers and op amps. Construction of a pH meter. En: J. Chem. Educ., 93(7), pp. 1323-1325. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.5b00743
Pasierb, P. y Rekas, M., 2009. Solid-state potentiometric gas sensors—current status and future trends. En: J. Solid State Electrochem., 13, pp. 3-25. DOI: https://doi.org/10.1007/s10008-008-0556-9
Pincus, M. R.; Lifshitz, M. S. y Bock, J. L., 2021. Analysis: principles of instrumentation. En: McPherson, Richard y Pincus, Matthew. Henry's clinical diagnosis and management by laboratory methods. Amsterdam: Elsevier. pp. 35-59. ISBN: 9780323755085
Rajendran, A. y Neelamegam, P., 2004. Design and development of microcontroller-based conductivity measurement system. En: Indian J. Pure Appl. Phys., 42, pp. 182-188.
Rusydi, A. F., 2018. Correlation between conductivity and total dissolved solid in various type of water: A review. En: IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 118, 012019. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/118/1/012019
Sarabia Meléndez, I. F.; Cisneros Almazán, R.; Aceves De Alba, J.; Martín Durán García, H. M. y Castro Larragoitia, J., 2011. Calidad del agua de riego en suelos agrícolas y cultivos del Valle de San Luis Potosí, México. En: Rev. Int. Contam. Ambient, 27(2), pp. 103-113.
Shah, N.; Arain, M. B. y Soylak, M., 2020. Historical background: milestones in the field of development of analytical instrumentation. En: New Generation Green Solvents for Separation and Preconcentration of Organic and Inorganic Species. Amsterdam: Elsevier, pp. 45-73. ISBN: 9780128185698. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818569-8.00002-4
Silva, R.; Zhao, K.; Ding, R.; Chan, W. P.; Yang, M.; Yip, J. S. Q. y Lisak, G., 2022. Ion-selective membrane modified microfluidic paper-based solution sampling substrates for potentiometric heavy metal detection. En: Analyst, 147(20), pp. 4500-4509. DOI: https://doi.org/10.1039/D2AN01108E
Skoog, D. A.; Holler, F. J. y Crouch, S. R., 2017. Principles of Instrumental Analysis. 7ma Ed. Boston: Cengage Learning. ISBN: 978-1-305-57721-3.
Thirumalini, S. y Joseph, K., 2009. Correlation between electrical conductivity and total dissolved solids in natural waters. En: Malaysian J. Sci., 28(1), pp. 55-61. DOI: https://doi.org/10.22452/mjs.vol28no1.7
TINA Team, 2016. TINA-TI SPICE-Based Analog Simulation Program [En línea]. Texas: Texas Instruments Incorporated. [Consulta: febrero de 2023]. Disponible en: http://www.ti.com/tool/tina-ti
U.S. Geological Survey, 2019. Chapter A6.3. Specific Conductance. En: U.S. Geological Survey. U.S. Geological Survey techniques and methods. Reston: USGS. ISSN: 2328-7055. DOI: https://doi.org/10.3133/tm9A6.3
Wadie, M.; Marzouk, H. M.; Rezk, M. R.; Abdel-Moety, E. M. y Tantawy, M. A., 2022. A sensing platform of molecular imprinted polymer-based polyaniline/carbon paste electrodes for simultaneous potentiometric determination of alfuzosin and solifenacin in binary co-formulation and spiked plasma. En: Anal. Chim. Acta, 1200, 339599. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.339599
Wang, C.; Qi, L. y Liang, R., 2021. A molecularly imprinted polymer-based potentiometric sensor based on covalent recognition for the determination of dopamine. En: Anal. Methods, 13(5), pp. 620-625. DOI: https://doi.org/10.1039/D0AY02100H
Wurm, G. E.; Urquijo, R. R. y Marinelli, M.J., 2019. Monitoreo en tiempo real de conductividad eléctrica en cultivos hidropónicos. En: 48JAIIO – CAI, pp. 96-103. ISSN: 2525-0949.
Zambrano Sánchez, N.; Camelo Quintero, E.; Méndez González, A. y Valderrama Lugo, Y., 2019. Diseño e implementación de un instrumento electrónico de medida de pH para terreno agrícola. En: Revista Investigación e Innovación en Ingenierías, 7(1), pp. 72-94. DOI: https://doi.org/10.17081/invinno.7.1.3042
Arquivos adicionais
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Javier E. Vilasó-Cadre, Javier G. Fontanet, Juan J. Piña, María A. Arada-Pérez
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:
Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.
Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.
Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.
Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación
Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.
El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital.
Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.
Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.
