Electrodo Selectivo de Iones
ISE combinado y de semicelda para una medición fiable de iones
Los electrodos selectivos de iones (ISE) son herramientas analíticas modernas para la determinación rápida y precisa de la actividad iónica en un aplicaciones de laboratorio y de campo. La determinación eficaz de las concentraciones iónicas es primordial en industrias como la biomédica o el procesado de alimentos. Junto con un medidor o valorador de iones, METTLER TOLEDO ofrece soluciones completas para cubrir todas las necesidades de medición de iones como fluoruro, sodio, potasio, calcio.
Ventajas de los electrodos selectivos de iones de METTLER TOLEDO
El sensor adecuado a sus necesidades
Tanto si la especie de interés se determina en una solución acuosa como en una matriz más compleja, como las aguas residuales, encuentre el sensor adecuado para su aplicación iónica en nuestra amplia gama de modelos de ISE. Todos los ISE combinados y de semicelda presentan un diseño ingenioso que combina materiales de alta calidad y tecnologías eficaces para garantizar la máxima precisión de medida.
Sensores selectivos de iones combinados y robustos
La innovadora tecnología de unión de manguitos de las sondas combinadas ion-selectivas PerfectION™ garantiza lecturas precisas de la concentración de iones y un manejo sencillo. El eje de plástico de alta calidad ofrece una excelente resistencia química y mecánica para aplicaciones exigentes.
ISEs de semicelda modulares y fáciles de intercambiar
Los electrodos ISE de semicelda selectiva de iones constan de un eje universal más un módulo específico de iones que puede intercambiarse rápidamente para medir diferentes especies de iones. Simplemente elija la media celda correcta para su aplicación para lograr lecturas fáciles para sus especies de interés.
Sin riesgo de obstrucción
Gracias al mecanismo Click and Clear™ de las ISE PerfectION™, un simple clic en el tapón lava y limpia la unión, garantizando un contacto óptimo entre la muestra y el electrolito, y asegurando así unos resultados de medición estables. La recarga o sustitución del electrolito también es rápida y sencilla.
Sustituir en lugar de recomprar
El módulo de recambio de los sensores PerfectION™ restablece el rendimiento del electrodo, reduciendo el espacio ocupado y ahorrando dinero. Basta con desenroscar el antiguo y enroscar el nuevo.
Solución todo en uno
METTLER TOLEDO ofrece sistemas electroquímicos completos. La combinación de un medidor de iones y un ISE, junto con las soluciones ISA e ISE listas para usar, permiten obtener una solución rentable para determinar de forma fiable las concentraciones de iones.
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FAQs
¿Qué es un ISE?
La ISE es una técnica de análisis potenciométrico que proporciona un método rápido y sencillo para medir la actividad de los iones. El ion debe disolverse en agua. Se ha elaborado un gran número de aplicaciones para dominar la determinación de la concentración de iones en numerosas muestras. Las muestras proceden de diversas fuentes, como alimentos, bebidas, agua, medio ambiente, medicina, productos farmacéuticos y productos químicos.
¿Cómo funciona un ISE?
Los electrodos selectivos de iones se presentan como electrodos combinados o como semiceldas. En los primeros, los electrodos de medición y de referencia están combinados en un sensor. Una semicelda comprende únicamente el elemento selectivo de iones. Debe añadirse un electrodo de referencia adecuado para conseguir un sistema sensor completo.
El elemento sensor del ISE es la membrana selectiva de iones, que produce diferentes potenciales a diferentes concentraciones de iones. Por lo tanto, la diferencia de potencial entre el electrodo selectivo de iones y el electrodo de referencia varía en consecuencia y se mide con un medidor de iones. Esta diferencia de potencial es proporcional a la actividad del ion seleccionado en la solución. La actividad de un ion está modulada por su concentración y la fuerza iónica de la solución de muestra. En la práctica diaria, en lugar de la actividad se evalúa la concentración de iones. Las unidades de concentración habituales son mol/L, mg/L o ppm.
¿Se puede utilizar un ISE en disolventes orgánicos?
Desde el punto de vista técnico, recomendamos encarecidamente utilizar los ISE únicamente para patrones y muestras en soluciones acuosas.
La medición directa en disolventes (por ejemplo, etanol o metanol) puede alterar las principales propiedades de los electrodos, como la sensibilidad, la selectividad, el tiempo de respuesta y la vida útil. Existen varios trabajos de investigación que han llevado a cabo el estudio del comportamiento de los ISE en una variedad de disolventes orgánicos y sus mezclas con agua y han informado de una disminución de la pendiente y del rendimiento general del electrodo. Científicamente, los disolventes no acuosos tienen un efecto sobre las actividades iónicas y, por lo tanto, el cambio del porcentaje de volumen por disolventes orgánicos con agua puede alterar los potenciales del electrodo. Un cambio en el disolvente puede provocar cambios en las propiedades termodinámicas y cinéticas de los iones presentes. Además, la solubilidad de la membrana ISE, la estabilidad de otros metales, la adsorción de iones específicos y/o iones metálicos en la membrana, y cualquier reacción superficial indefinida pueden depender fuertemente del disolvente y, por lo tanto, requieren un desarrollo adecuado del método según la muestra.
Existen formas alternativas de medir tales muestras mediante ISE. Por ejemplo, en el caso del fluoruro inorgánico en disolventes no acuosos, puede medirse utilizando un electrodo de fluoruro tras extraer el fluoruro en soluciones acuosas o tras difusión, adsorción o ceniza (lo que sea aplicable).
¿Cómo debo guardar correctamente los electrodos selectivos de iones?
Todos los manuales de usuario contienen la información necesaria sobre el almacenamiento a corto y largo plazo del sensor. Por lo general, los electrodos selectivos de iones deben almacenarse en seco a largo plazo.
¿Cuál es el límite de detección de un electrodo selectivo de iones?
El potencial del sensor se mide a muchas concentraciones diferentes del ion de interés. Se dibuja una curva de estas señales de mV frente a la concentración (logarítmica). Normalmente, tiene forma de S: relativamente plana a concentraciones muy altas y muy bajas, casi lineal entre ambas. Los límites de detección especificados se definen por el rango en el que el comportamiento es más o menos lineal. Para que un ISE pueda utilizarse en un rango diferente, habría que cambiar la superficie de la membrana (más grande para concentraciones más bajas) o utilizar una sustancia selectiva de iones diferente en la membrana.
¿Cuál es la vida media de las ISE de sodio?
Un electrodo selectivo de sodio es un electrodo de vidrio muy similar a un electrodo de pH. Los electrodos de vidrio de pH presentan un error alcalino despreciable, y la amplificación del "error alcalino" da lugar a electrodos selectivos de sodio, que sólo responden a cambios en la concentración de iones de sodio en valores de pH superiores a 7. Por lo tanto, la vida útil de un ISE de sodio es similar a la de un electrodo de pH (de 1 a 3 años) y se ve influida por varios factores (por ejemplo, temperaturas elevadas, valores extremos de pH, etc.).
¿Cuáles son los tipos de electrodos selectivos de iones?
La parte más relevante de un electrodo selectivo de iones es la membrana selectiva de iones. La composición de la membrana depende del ion analito. Para el uso rutinario, existen tres tipos diferentes de membrana.
- Membrana cristalina (membrana en estado sólido)
La diferencia de potencial se mide a través de una membrana sólida monocristalina o policristalina. Por ejemplo, para el ISE de fluoruro se utiliza una membrana monocristalina de fluoruro de lantano LaF3. Las membranas cristalinas son robustas y tienen una larga vida útil.
- Membrana polimérica (membrana líquida)
El compuesto selectivo (ionóforo) está incrustado en una membrana polimérica, normalmente de PVC. Al principio se utilizaban intercambiadores de iones líquidos. Posteriormente, se ha descubierto que otros compuestos orgánicos son más adecuados, por ejemplo, los antibióticos o los éteres de corona. Otros ingredientes, como los plastificantes, mejoran el rendimiento del ISE. Las membranas poliméricas son delicadas. Por lo tanto, hay que evitar las distorsiones mecánicas. También son sensibles a los disolventes orgánicos debido al hinchamiento de la membrana y a la elución de los ingredientes.
- Membrana de vidrio
El ISE de membrana de vidrio más común es el electrodo de pH que mide iones H+. Otro ejemplo es el ISE de sodio de METTLER TOLEDO con su membrana de vidrio sensible al Na+. Una gran ventaja de los electrodos de membrana de vidrio es su resistencia química.
¿Cuál es la función de una solución ISA?
Una solución ISA (Ionic Strength Adjustment) proporciona una fuerza iónica de fondo alta y constante. La solución ISA correspondiente se elige en función del ion medido. Las soluciones ISA se añaden en la misma proporción a la muestra y a los patrones. Por ejemplo, las soluciones TISAB II o TISAB III se utilizan para las mediciones de fluoruro, ajustando la fuerza iónica, el valor de pH y los iones interferentes complejos.
¿Cuáles son los límites de compensación de las ISE?
No hay límite especificado para el offset en la medición ISE.
En la medida de pH, el valor de offset ideal para electrodos de pH es 0 mV a pH 7 porque no hay diferencia en la concentración de H+ dentro y fuera de la membrana de vidrio a pH 7. Esto se consigue porque la solución interna (no el electrolito de referencia, sino la solución dentro de la membrana de vidrio) es a pH 7 solución tampón. La lectura de un ISE es 0 mV si la concentración del ion de interés es igual dentro y fuera de la membrana. A menudo, no conocemos la composición de la solución interior, es decir, no para electrodos perfectION™. Por lo tanto, la concentración que da lugar a una lectura de 0 mV es desconocida y, por lo tanto, no es el valor de desviación en cualquier concentración dada de iones. Para el mismo tipo de ISE, el offset debería ser siempre aproximadamente el mismo. Pero si este valor es -300 mV o +650 mV no es relevante. En consecuencia, un límite de offset no es útil.
¿Cuáles son los requisitos para una determinación precisa de los iones?
Al utilizar un sensor de semicelda, los requisitos son:
- ISE Media célula
- Electrolito para la célula DX
- Electrodo de referencia
- Electrolito el o electrodo de referencia
- Solución ISA
- Agitador
- Sonda de temperatura
Si se utiliza un electrodo combinado (PerfectION™), los requisitos son:
- Electrodo combinado
- Solución de relleno
- Solución ISA
- Agitador
- Sonda de temperatura