Sensores químicos

Temario

Sensores Químicos

Transductores químicos. Clasificación. Sensores Electroquímicos.
Sensores potenciométricos. Teoría y medición de pH. Electrodo
de referencia. Electrodo indicador: Electrodo selectivo de vidrio.
Electrodo de membrana líquida: Ca++, K+. Electrodos sensibles a
moléculas: CO2.
Sensores amperométricos: O2.
Sensores con semiconductores.

Bioing. Maria LorenaLópez Rodriguez

Biosensores.
Sensores de gases.
Instrumentación: Analizador de pH. Objetivo del equipo.
Descripción del equipo. Calibración. Mantenimiento general del
equipo y del electrodo. Solución de problemas comunes.

19 de Junio 2009

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Transductor químico

Sensor químico

Un transductor químico produce una señal
eléctrica proporcional a un parámetro
químico

Composiciónquímica de la sangre u otros
fluidos (PO2, PCO2 , pH, etc.)
Composición de los gases respiratorios (O2,
CO2 y N2)

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Según el principio de transducción:

Clasificación

Electroquímicos

Según la respuesta:

efecto de la interacción electroquímica entre el
analito y el electrodo

Ópticos
fenómenos ópticos, resultantes de la interacción
del analito y el receptor

MásicosDirectos

Señal
Eléctrica

cambio de masa sobre una superficie modificada

Indirectos

Térmicos
efecto calorífico de la interacción entre el analito y
el receptor
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Según el principio de transducción:

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Métodos electroquímicos

Electroquímico

Óptico

Másico

Térmico

Parámetro a
medir

- Potencial
- Corriente

- Absorbancia
- Fluorescencia

MasaTemperatura

Transductor

- Electrodos de
metal
- ISFETs

Fotodiodos

Cristales
piezoeléctricos

Termistor

Aplicación

- pH
- ISEs

Sensores de O2

Inmunosensores

Sensores
enzimáticos

Grupo de métodos analíticos cuantitativos basados en
las propiedades eléctricas de una disolución del analito
cuando forma parte de una celda electroquímica

Celda Electrolítica

CeldaGalvánica o Pila

Reacción química

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energía externa
al sistema

espontáneamente
se genera energía
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Celda electroquímica - Galvánica

Celda electroquímica - Electrolítica
- +

KCl

Oxidación

Reducción

Unión
líquida

1.
2.
3.

Electrolito:
-Líquido
-Sólido

Electrodos conectados externamente mediante un conductor
metálico
Disoluciones de electrolito encontacto (permite movimiento de iones)
Reacción de transferencia de e- en cada uno de los dos electrodos
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Potencial de Celda:

Celda
químicamente
reversible

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Electrodo Estándar de Hidrógeno (EEH)
Está
Hidró
2H+(ac) + 2e- ⇌H2(g)

Ecelda = Ecátodo – Eánodo

2H+ + 2e- ⇌H2(ac)
H2(ac) ⇌H2(g)

Electrodo de referencia:
para que los valores de potenciales relativos de
electrodosean útiles y tengan aplicación amplia, por
convención se emplea una semi-celda de referencia
frente a la cual se comparan todas las demás

Es reversible
Actúa como ánodo o cátodo
El potencial de un EEH depende:
t°
actividades del ion hidrógeno y del hidrógeno molecular en la solución

Especificaciones para un EEH: aH+ = 1 y pH2 = 1atm
Por convención: potencial de este electrodo → valorde 0V
-

Electrodo estándar o normal de hidrógeno
Electrodo de plata / cloruro de plata
Electrodo de calomel

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⇒ cualquier potencial que se desarrolle en una celda galvánica
formada por un EEH y algún otro electrodo se debe enteramente a
este último
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Electrodo de plata/cloruro de plata:

Requisitos de un electrodo de
referencia:
referencia:

Consiste en un alambre de Agque se oxida para formar una capa de AgCl
Se introduce en una disolución KCl saturada con AgCl
Un puente salino conecta la disolución de KCl al sistema electródico
El potencial de este electrodo es: 0.2 V positivo con respecto al EEH

fácil de fabricar
reversible
sumamente reproducible

AgCl (s) + e- ⇌ Cl- + Ag(s)

Electrodo de calomel:
En la práctica:
El potencial es: de 0.24 V...