Electodos

Capítulo 5
Electrodos para medición de biopotenciales
Para registrar los biopotenciales es necesario tener un elemento que haga interfase entre
el cuerpo y el equipo de medida, este elemento es el electrodo. Dado que los electrodos
son una interfase es necesario tener en cuenta que por los ellos fluirá una corriente:
generalmente muy pequeña pero ineludible. Además los electrodos forman unainterfase
de transducción entre una corriente de naturaleza iónica generada por el cuerpo y la
transducen a una señal eléctrica transmitida al bioinstrumento.
5.1 LA INTERFASE ELECTRODO – ELECTROLITO (Sirley Marín, Catalina Pineda,
Lisa M. Jaramillo)
Un electrolito es un elemento o sustancia susceptible de ser descompuesta por electrólisis.
La interfaz electrodo-electrolito consiste enelectrones que se mueven en una dirección
opuesta a la de la corriente en el electrodo, cationes (C+) moviéndose en la misma
dirección de la corriente, y aniones (A-) moviéndose en una dirección opuesta a la de la
corriente en el electrolito. Lo que permite que estas cargas crucen la interfaz son las
siguientes reacciones químicas:

C ⇔ C n + + ne −
Am ⇔ A + me−

Donde:
n es la valencia de Cy m es la valencia de A.

Figura 5.1 Esquemático de la interfaz electrodo - electrolito

El catión se descarga en el electrolito, mientras que el electrón permanece como un
portador de carga en el electrodo; el anión que llega a la interfaz puede oxidarse a átomo
neutro, dándole uno o más electrones libres al electrodo.
Ambas reacciones son reversibles; aun cuando no hay corriente cruzandola interfaz, estas
reacciones ocurren, pero la rata de oxidación iguala a la de reducción, de tal manera que
la transferencia de carga es cero.
Potencial de semi-celda: Es una diferencia de potencial, determinada por la naturaleza del
metal involucrado, la concentración de sus iones en solución y la temperatura, al igual
que por otros factores de segundo orden.
El potencial de semi-celda seproduce cuando se coloca un metal en una solución que
contiene iones (cationes) de este metal. Cuando el metal entra en contacto con la solución,
inicialmente, la reacción predomina a la derecha o a la izquierda, dependiendo de la
concentración de cationes en solución y las condiciones de equilibrio particulares. La
concentración local de cationes en la solución en la interfaz cambia, lo cualtambién afecta
la concentración de aniones en este punto, lo que da como resultado la diferencia de
potencial en el electrolito que rodea al metal.
En la interfaz metal-electrolito, se da una separación de cargas que da por resultado una
doble capa eléctrica. Los potenciales de semi-celda de todos los materiales utilizados en
electrodos se pueden medir definiendo un electrodo específico(electrodo de hidrógeno)
con un potencial de semi-celda igual a cero.

5.2 POLARIZACIÓN:
Cuando existe una corriente eléctrica entre el electrodo y el electrolito, se altera el
potencial de semi-celda. La variación se debe a la polarización del electrodo. La diferencia
en potencial, entre el potencial de semi-celda con corriente y el potencial de semi-celda
con corriente cero en equilibrio seconoce como sobrevoltaje (Vp).
El fenómeno de sobrevoltaje tiene 3 componentes:

•
•
•

Sobrevoltaje ohmnico (Vr): Es el resultado directo de la resistencia del electrolito.
Sobrepotencial de concentración (Vc): Resulta de los cambios en la distribución de
iones en el electrolito en la vecindad de la interfaz electrodo-electrolito.
Sobrevoltaje de activación (Va): Es una diferencia envoltaje entre el electrodo y el
electrolito, dada por la barrera que hay que vencer para que ocurra la oxidación o
reducción. Gobierna la cinética de la reacción.

Los tres mecanismos de polarización son aditivos, por lo tanto, el sobrevoltaje neto está
dado por:

Vp = Vr + Vc + Va

Cuando dos soluciones iónicas acuosas de diferente concentración están separadas por
una membrana...