Desarrollo de microelectrodos modificados con ni-al-so4 y hexacianoferrato de níquel para el estudio de transporte iónico
Páginas: 29 (7212 palabras)
Publicado: 27 de agosto de 2010
Desarrollo de microelectrodos modificados con Ni-Al-SO4 y hexacianoferrato de níquel para el estudio de transporte iónico
Velasco-Rodríguez, F.; Camacho, D. I.; Casillas, N y Barcena-Soto, M.
Universidad de Guadalajara. Departamento de Química.
Marcelino García Barragán #1451, Guadalajara, Jalisco, México 44430
E-mail: faby_iq214@yahoo.com.mx
E-mail: .maxbar@gmx.net
Un microelectrodo(ME) de níquel fue modificado con un hidróxido doble lamelar de níquel y aluminio y hexacianoferrato de níquel (NiHCF). El proceso de modificación se realizó sobre un disco de Ni de 25µm de diámetro al cual se le incorporó un hidróxido doble lamelar de Ni-Al-SO4 de manera potencioestática en una solución de sulfatos de Ni y Al. En seguida se le incorpora NiHCF aplicando un escalón de potencial apartir de una solución de ferricianuro de níquel. La selectividad del microelectrodo por iones alcalinos debida al NiHCF, se determinó por Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA). En estas pruebas se emplearon sales de nitrato de sodio a concentraciones entre 0.01M y 1.0 M del catión. La VC muestra un comportamiento reversible característico del NiHCF. Se observó una dependencia linealentre la concentración del Na+ y la corriente de pico obtenida a partir de los datos de CA en un rango de concentración entre 0.01 y 0.1M. Las micrografías obtenidas por SEM presento un crecimiento irregular de ambos compuestos sobre la superficie de níquel.
Palabras claves: Microelectrodos modificados, hexacianoferrato de níquel, hidróxidos dobles lamelares, iones alcalinos.
1.Introducción
La modificación de superficies de electrodos con películas electroactivas ha sido estudiada de forma extensa. En particular, la preparación y caracterización de películas de ferricianuro, que han sido reportadas por varios grupos [5-9].
Las aplicaciones bioanalíticas de los metalhexacianoferratos son bien conocidas. Así, el hexacianoferrato de níquel (NiHCF) en sustrato de Ni se hautilizado en ensayos de sangre humana para la detección de sodio y potasio [10]. Otras de las aplicaciones que ha tenido el NiHCF es su electrocatálisis en la oxidación de ácido ascórbico [11] e hidracina [12] así como la oxidación de sulfito y tiosulfato [13]. Ha sido ampliamente estudiado para la separación de cationes mostrando una fuerte selectividad por el Cs+ sobre otros cationes alcalinos[14]. Esta característica se ha explotado en la fabricación de sensores iónicos [10,15] e intercambiadores de iones [10,16]. Además la selectividad de cationes del NiHCF ha dado su uso como sensores amperométricos y potenciométricos. Los cationes que se han detectado con este tipo de sensores son iones de amonio, álcalis y cationes en tierras alcalinas, así como cationes divalentes, además de suspropiedades electrocatalíticas [13].
El electrodo modificado con NiHCF no representa un clásico detector amperométrico, ya que la detección no se basa en el proceso de transferencia de carga que involucra la especie de interés. De hecho, la detección es indirecta, basada en la respuesta electroquímica de los sitio de fierro dentro de la matriz de hexacianoferrato que se modifica en presencia de ionesalcalinos [15].
El crecimiento electroquímico de películas delgadas de NiHCF ha sido realizado por dos métodos básicos, la depositación catódica [17-20] sobre un sustrato conductor y la derivatización anódica en superficies de níquel [16,20-21]. El comienzo fue con Bocarsly et al, en la década de los ochentas reportando las características electroquímicas de películas derivatizadas [10-12,22] yelectrosintetizadas anódicamente [5,7,10,15,23-26]. Las superficies preparadas de forma anodizada han mostrado un comportamiento más cercano a lo teórico que las derivatizadas [5].
Los hidróxidos dobles lamelares (HDL), conocidos como arcillas aniónicas o compuestos tipo hidrotalcita, también se han empleado como modificadores de superficies de electrodos para el desarrollo de sensores...
Velasco-Rodríguez, F.; Camacho, D. I.; Casillas, N y Barcena-Soto, M.
Universidad de Guadalajara. Departamento de Química.
Marcelino García Barragán #1451, Guadalajara, Jalisco, México 44430
E-mail: faby_iq214@yahoo.com.mx
E-mail: .maxbar@gmx.net
Un microelectrodo(ME) de níquel fue modificado con un hidróxido doble lamelar de níquel y aluminio y hexacianoferrato de níquel (NiHCF). El proceso de modificación se realizó sobre un disco de Ni de 25µm de diámetro al cual se le incorporó un hidróxido doble lamelar de Ni-Al-SO4 de manera potencioestática en una solución de sulfatos de Ni y Al. En seguida se le incorpora NiHCF aplicando un escalón de potencial apartir de una solución de ferricianuro de níquel. La selectividad del microelectrodo por iones alcalinos debida al NiHCF, se determinó por Voltamperometría Cíclica (VC) y Cronoamperometría (CA). En estas pruebas se emplearon sales de nitrato de sodio a concentraciones entre 0.01M y 1.0 M del catión. La VC muestra un comportamiento reversible característico del NiHCF. Se observó una dependencia linealentre la concentración del Na+ y la corriente de pico obtenida a partir de los datos de CA en un rango de concentración entre 0.01 y 0.1M. Las micrografías obtenidas por SEM presento un crecimiento irregular de ambos compuestos sobre la superficie de níquel.
Palabras claves: Microelectrodos modificados, hexacianoferrato de níquel, hidróxidos dobles lamelares, iones alcalinos.
1.Introducción
La modificación de superficies de electrodos con películas electroactivas ha sido estudiada de forma extensa. En particular, la preparación y caracterización de películas de ferricianuro, que han sido reportadas por varios grupos [5-9].
Las aplicaciones bioanalíticas de los metalhexacianoferratos son bien conocidas. Así, el hexacianoferrato de níquel (NiHCF) en sustrato de Ni se hautilizado en ensayos de sangre humana para la detección de sodio y potasio [10]. Otras de las aplicaciones que ha tenido el NiHCF es su electrocatálisis en la oxidación de ácido ascórbico [11] e hidracina [12] así como la oxidación de sulfito y tiosulfato [13]. Ha sido ampliamente estudiado para la separación de cationes mostrando una fuerte selectividad por el Cs+ sobre otros cationes alcalinos[14]. Esta característica se ha explotado en la fabricación de sensores iónicos [10,15] e intercambiadores de iones [10,16]. Además la selectividad de cationes del NiHCF ha dado su uso como sensores amperométricos y potenciométricos. Los cationes que se han detectado con este tipo de sensores son iones de amonio, álcalis y cationes en tierras alcalinas, así como cationes divalentes, además de suspropiedades electrocatalíticas [13].
El electrodo modificado con NiHCF no representa un clásico detector amperométrico, ya que la detección no se basa en el proceso de transferencia de carga que involucra la especie de interés. De hecho, la detección es indirecta, basada en la respuesta electroquímica de los sitio de fierro dentro de la matriz de hexacianoferrato que se modifica en presencia de ionesalcalinos [15].
El crecimiento electroquímico de películas delgadas de NiHCF ha sido realizado por dos métodos básicos, la depositación catódica [17-20] sobre un sustrato conductor y la derivatización anódica en superficies de níquel [16,20-21]. El comienzo fue con Bocarsly et al, en la década de los ochentas reportando las características electroquímicas de películas derivatizadas [10-12,22] yelectrosintetizadas anódicamente [5,7,10,15,23-26]. Las superficies preparadas de forma anodizada han mostrado un comportamiento más cercano a lo teórico que las derivatizadas [5].
Los hidróxidos dobles lamelares (HDL), conocidos como arcillas aniónicas o compuestos tipo hidrotalcita, también se han empleado como modificadores de superficies de electrodos para el desarrollo de sensores...
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