Determinación de fluoruros con electrodo selectivo en un preparado

PRÁCTICA Nº 4
DETERMINACIÓN DE FLUORUROS CON ELECTRODO SELECTIVO
EN UN PREPARADO FARMACÉUTICO
Fundamento
La IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada) define los
electrodos selectivos de iones como sensores electroquímicos cuyo potencial
depende logarítmicamente de la actividad1 en disolución de una especie cargada (ión),
E = k +
0.059
log a
z
de acuerdo con la siguiente ecuación:
dónde “z” representa la carga del ión y “a” su actividad.
La determinación se basa en la medida de la diferencia de potencial que se
establece entre el electrodo indicador, en este caso selectivo a ión fluoruro, y un
electrodo de referencia cuyo potencial permanece constante. La célula de medida
puede representarse como:
Ag/AgCl, Cl- (0’3 M), F- (0’001 M)/LaF3  Solución problema  Eref.
De forma que el potencial de dicha célula viene dado por la expresión:
E = E indicador - EReferencia = k - 0’059 log [F- ] - EReferencia
reordenando resulta:
E = k’ – 0’059 log [F- ]
Por tanto, puede apreciarse que variando la [F-], la representación gráfica de E en
función de log [F-] es una línea recta de pendiente 59 mV.
Actividad: Concentración efectiva de la especie en el medio (ax = x[x]). Ésta, depende de la fuerza
iónica del medio en el que se encuentra la especie x, ya que cada ión de dicha especie disociada se rodea de una
capa de disolución que contiene un ligero exceso de iones de carga opuesta. En disoluciones muy diluídas,
dónde la fuerza iónica es mínima, la actividad coincide con la concentración de la especie pero, al aumentar la
fuerza iónica, el ión va perdiendo su efectividad.
1
Disoluciones necesarias
- Disolución patrón de fluoruro (1000 ppm)
Pesar 2’210 g de NaF (R.A.) -secado previamente a 110º durante cuatro horas-,
disolver y enrasar a 1 l. con agua destilada. A partir de ésta se preparan las distintas
disoluciones de trabajo.
- Disolución reguladora TISAB (Total Ionic Streng Adjustement Buffer)
Disolver 58.5 g de NaCl (R.A.), 15 ml de ácido acético glacial (P.A.), 102’06 g de
acetato sódico trihidratado (R.A.) -ó 61’53 g si es anhidro- y 0’3 g de citrato monosódico
dihidratado (R.A.), comprobar que el pH está comprendido entre 5’0 y 5’5, ajustándolo
si fuera preciso y enrasar finalmente a un litro.
- Disolución externa para el electrodo de referencia de doble unión líquida: Disolución
saturada de KCl 3M.
Material e instrumentación necesarios
-
-
Balanza
Pesasustancias
Pipetas de 10 y 5 ml.
Matraces aforados de 1000, 100 y 50 ml.
Electrodo selectivo para ión fluoruro: Este electrodo consiste en un monocristal de
LaF3 convenientemente dopado con Eu(III) que responde a la actividad de ión F -.
Su conexión al circuíto electroquímico se consigue a través de un electrodo de
referencia interna Ag/AgCl.
Electrodo de referencia de Ag/AgCl.
Potenciómetro CRISON 501.
Procedimiento operatorio
1. Obtención de la función de calibración.
En matraces de 50 ml, se introducen los volúmenes de disolución patrón de F necesarios para obtener disoluciones de 1, 10 y 100 ppm en dicho ión. A continuación,
se adiciona a cada uno de ellos 20 ml de la disolución TISAB y se enrasan finalmente
con agua destilada.
Una vez medido el potencial de estas disoluciones, se representa gráficamente
éste frente al log de la concentración de fluoruro. Dicha representación será el gráfico
de calibrado a partir del cual se calculará posteriormente la concentración de fluoruro
de la muestra analizada (Si la pendiente de la “función de calibrado” estuviera por
debajo del intervalo 40-50 mV, indicaría que el electrodo habría perdido sensibilidad y
debería ser sustituido por otro).
2. Preparación de la muestra a analizar.
En un matraz de 50 ml pipetear 2ml de la disolución a analizar (colutorio bucal),
20 ml de disolución de TISAB y enrasar con agua destilada. Una vez homogeneizada,
medir su potencial y determinar su concentración con ayuda de la función de
calibración.
Repetir este mismo procedimiento dos veces más, con objeto de disponer de
tres medidas para expresar el contenido medio en fluoruros de la muestra.
Resultados
1. Función de calibrado
Patrón
[F-]
(ppm)
1
1
0
2
10
1
3
100
2
E
(mV)
2. Muestras a analizar
Muestra
1
2
3
3. Representación gráfica
E
(mV)
log [F-]
4. Expresión de los resultados
Contenido en fluoruros:
* Especificado por el fabricante:
* Encontrado mediante la función de calibración:
Observaciones
Vº Bº