Un electrodo es una placa de membrana rugosa de metal, un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en una lámpara de neón), etc
Un electrodo en una celda electroquímica se refiere a cualquiera de los dos conceptos, sea ánodo o cátodo, que también fueron acuñados por Faraday. El ánodo es definido como el electrodo en el cual los electrones salen de la celda y ocurre la oxidación, y el cátodo es definido como el electrodo en el cual los electrones entran a la celda y ocurre la reducción. Cada electrodo puede convertirse en ánodo o cátodo dependiendo del voltaje que se aplique a la celda. Un electrodo bipolar es un electrodo que funciona como ánodo en una celda y como cátodo en otra.
Celda primaria
Una celda primaria es un tipo especial de celda electroquímica en la cual la reacción no puede ser revertida, y las identidades del ánodo y cátodo son, por lo tanto, fijas. El cátodo siempre es el electrodo positivo. La celda puede ser descargada pero no recargada.
Celda secundaria
Una celda secundaria, una batería recargable por ejemplo, es una celda en que la reacción es reversible. Cuando la celda está siendo cargada, el ánodo se convierte en el electrodo positivo (+) y el cátodo en el negativo (-). Esto también se aplica para la celda electrolítica. Cuando la celda está siendo descargada, se comporta como una celda primaria o voltaica, con el ánodo como electrodo negativo y el cátodo como positivo.
Definición de pH
Las reacciones más importantes son probablemente las que tienen lugar en disolución acuosa. Todas las reacciones biológicas, y gran número de las efectuadas en laboratorio, se realizan en el seno del agua.
Una sustancia en dilución acuosa se disocia en fragmentos menores (iones) y se establece un equilibrio entre la especie no disociada y sus partes componentes. Una vez establecido el equilibrio, la unión de ambos iones para reconstruir el compuesto se produce con la velocidad precisa para compensar la disociación.
En disoluciones razonablemente diluidas, el valor de [H2O], es prácticamente constante. La cantidad de agua que se consume o se forma durante una reacción química es pequeña, en comparación con la cantidad total de agua presente.
La constante de equilibrio, Ka, se llama producto iónico del agua y varía con la temperatura. Su valor es 1,0 * 10-14, a 25 ºC. En el agua pura las concentraciones de H+ y OH- valen cada una 1,0 * 10-7. Si se añade un ácido al agua, la concentración de hidrogeniones (H+) aumenta sobre el valor 1,0 * 10-7, pero como el producto iónico permanece igual a 1,0 * 10-14, la concentración de aniones hidroxilo (OH-) desciende por debajo de 1,0 * 10-7. De modo análogo, cuando se añade una base al agua, la concentración de cationes H+ disminuye.
Puesto que las potencias grandes de diez son incómodas de manejar, se ha introducido una notación logarítmica, llamada escala de pH. El símbolo pH significa “potencia negativa de la concentración de ión hidrógeno.” El pH es el logaritmo cambiado de signo de [H+]:
pH = - log10 [H+]
En el agua pura el pH es 7. Todas la soluciones neutras tienen este valor para el pH, mientras que el de las ácidas es menor que 7, y el de las básicas, mayor.
Descripción del electrodo de pH
El electrodo de vidrio actualmente constituye la pieza fundamental en la medición electrométrica del pH. Junto con el electrodo de calomel, se encuentran ampliamente difundidos y a la fecha no existe otro sistema para la medición electrométrica que tenga la misma versatilidad y precisión.
La varilla de soporte del electrodo es de vidrio común (o plástico), no conductor de cargas eléctricas mientras que el bulbo sensible, el extremo sensible del electrodo, se construye con este vidrio de formulación especial, conocido como "vidrio sensible al pH" (en realidad, es vidrio polarizable). El vidrio de pH es conductor de cargas eléctricas porque tiene óxido de litio dentro del cristal, además de óxido de sílice, de calcio y algunos otros. La estructura del vidrio es tal que permite el intercambio de iones litio por iones de hidrógeno en solución acuosa, de modo que se forma una capa (fina) hidratada. Se crea así un potencial (del orden milivolts) a través de la interface creada entre el vidrio (en el "seno" del vidrio) y la solución acuosa. El voltaje creado hacia el interior del bulbo es constante porque se mantiene su pH constante (mediante una solución buffer de pH 7) de modo que la diferencia de potencial depende sólo del pH del medio externo. La incorporación de un alambre (usualmente de Ag/AgCl) permite conducir este potencial hasta un amplificador.
Funcionamiento del electrodo de pH
El método determina el pH midiendo el potencial generado (en milivolts) por un electrodo, este potencial se compara contra un electrodo de referencia, que genera un potencial constante e independiente del pH. El electrodo de referencia que se utiliza es el de calomel saturado con cloruro de potasio, el cual sirve como puente salino que permite el paso de los milivolts generados hacia al circuito de medición.
El sistema actual de medición de pH es, por excelencia, el electrodo de combinación. Su nombre deriva de la práctica inicial en que el electrodo sensor de H+ estaba separado del electrodo de referencia; la combinación de ambos en una sola estructura llevó a su nombre actual. Sin embargo, la práctica industrial sigue utilizando electrodos de referencia y de pH separados, porque permite señales más confiables y procedimientos de mantención que, en ciertos casos, resultan más controlables y de menor costo.
El oxímetro consiste en un electrodo de plata, otro de oro y un electrolito, todos separados de la muestra por una membrana permeable a los gases. El oxígeno se difunde a través de la membrana y se reduce a hidroxilo en el cátodo de oro, según la reacción:
O2 + 2·H2O + 4·e- à 4·OH-
Los eletrones necesarios proceden de un ánodo de plata. Debido a que el electrolito contiene iones cloruro, la reacción que tiene lugar es:
Ag + Cl- à AgCl + e-
A cualquier temperatura, la corriente que fluye entre cátodo y ánodo es proprocional al nivel de oxígeno exterior a la membrana.
Un oxímetro es un dispositivo médico que mide el pulso y los niveles de oxígeno de los pacientes, con bastante precisión y facilidad. El paciente inserta el dedo en el interior del equipo, y en cuestión de segundos se obtiene una lectura completa de su pulso y oxigenación en la sangre.
Los oxímetros operan a través de un haz de luz y mediante un proceso llamado pletismografía, el oxímetro de pulso nos da dos parámetros principalmente:
1.- Saturación de Oxígeno (SpO2%): indica el porcentaje de hemoglobina saturada en cada eritrocito. Lo normal es tener una saturación por arriba de los 95 puntos porcentuales. Al existir grados de hipoxia, el oxímetro marcará por debajo de 93%, indicando la falta de oxígeno a nivel sanguíneo (lo que clínicamente supone también una hipoxia a nivel tisular).
2.- Pulso: con cada "oleada" del pulso distal producida por el corazón, el oxímetro contará un ciclo, por lo que al juntar y promediar los ciclos contados en una unidad de tiempo, el oxímetro registra también el pulso del paciente.
2.- Pulso: con cada "oleada" del pulso distal producida por el corazón, el oxímetro contará un ciclo, por lo que al juntar y promediar los ciclos contados en una unidad de tiempo, el oxímetro registra también el pulso del paciente.
- Evaluación de la eutrofización en agua. Disponible en: http://www.uhu.es/inmaculada_giraldez/protocolos_practicas/eutrofizacion_agua.PDF. Consulta: noviembre 22, 2011.
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