Introducción a la electroquímica analítica

Lista de figuras vii
Prefacio xi
Capítulo uno
Manejo de datos experimentales 1
1.1. Cifras significativas, redondeo y propagación de la incertidumbre 3
1.2. La balanza 10
1.3. Curvas de calibración 14
1.4. Prueba t-student 23
1.5. Consideraciones finales 25
1.6. Ejercicios 29
1.7. Referencias 31
Capítulo dos
Reacciones de oxidación reducción y titulaciones redox 33
2.1. Breve revisión a la historia 35
2.2. Aspectos diversos relacionados con las reacciones redox 36
2.3. Titulaciones redox 52
2.4. Estudio de casos 56
2.5. Ejercicios 80
2.6. Referencias 81
Capítulo tres
Celdas electroquímicas 83
3.1. Convención sobre semirreacciones 85
3.2. Actividad 87
3.3. Potenciales formales 88
3.4. Representación de celdas electroquímicas 92
3.5. Electrodos de referencia 93
3.6. Primera aplicación de las celdas electroquímicas: la curva de titulación teórica de Na2C2O4 con KMnO4 98
3.7. Potenciometría 106
3.8. Clases de electrodos 117
3.9. Ejercicios 122
3.10. Referencias 124
Capítulo cuatro
Electrodos selectivos a iones 125
4.1. La ecuación que describe el comportamiento de un electrodo selectivo a iones 127
4.2. El electrodo de vidrio para medir pH 130
4.3. La constante de selectividad de un electrodo selectivo a iones 135
4.4. Tipos de electrodos selectivos a iones 136
4.5. Ejercicios 139
4.6. Referencias 139
Capítulo cinco
Conductimetría 141
5.1. La medida de la conductancia y los factores que la afectan 144
5.2. Ecuaciones y unidades utilizadas en conductimetría 150
5.3. Aproximación para disoluciones diluidas 152
5.4. Las ecuaciones de Kohlrausch y Debye-Hückel-Onsager 153
5.5. Ejercicios 156
5.6. Referencias 156
Capítulo seis
La teoría de Debye-Hückel 159
6.1. La situación de partida 161
6.2. El potencial electrostático 161
6.3. Distribución de Boltzmann 162
6.4. La densidad de carga 163
6.5. Ecuación de Poisson 164
6.6. Ecuación Poisson-Boltzmann 166
6.7. Interpretación del potencial eléctrico alrededor de un ion central 169
6.8. La fuerza iónica 170
6.9. Los coeficientes de actividad 170
6.10. La ecuación general para los coeficientes de actividad 172
6.11. Ejercicios 174
6.12. Referencias 174
Capítulo siete
La doble capa eléctrica 175
7.1. La propuesta de Helmholtz en 1871: las contracargas están inmóviles 178
7.2. El modelo de Gouy-Chapman: la capa difusa 179
7.3. La modificación de Stern: la combinación de los modelos de Helmholtz y de Gouy-Chapman 185
7.4. Ejercicios 191
7.5. Referencias 192
Capítulo ocho
Electrogravimetría 193
8.1. La diferencia de potencial requerida para una electrólisis: el caso de la reducción del Cu2+. Un experimento de electrogravimetría 197
8.2. Ejercicios 205
8.3. Referencias 206
Capítulo nueve
Coulombimetría 207
9.1. El experimento coulombimétrico 211
9.2. Coulombimetría a potencial constante 211
9.3. Coulombimetría a corriente constante 212
9.4. Titulaciones coulombimétricas 213
9.5. Ejemplos de titulaciones coulombimétricas 213
9.6. Indicador amperométrico del punto final en una coulombimetría 218
9.7. Ejemplo final: titulación coulombimétrica de biftalato de potasio. Un método potencialmente primario 223
9.8. Ejercicios 232
9.9. Referencias 232
Capítulo diez
Introducción a la voltamperometría 235
10.1. Consideraciones generales 237
10.2. La celda electroquímica para voltamperometría: el uso de tres electrodos 239
10.3. El potenciostato 240
10.4. Curvas corriente-potencial 241
10.5. Algunas definiciones y precisiones importantes en voltamperometría 242
10.6. Ejercicios 249
10.7. Referencias 249
Capítulo once
Transferencia de electrones en la interfaz electrodo-disolución 251
11.1. Procesos electroquímicos controlados por la velocidad de transferencia de electrones en la interfaz sólido-líquido 253
11.2. Ejercicios 265
11.3. Referencias 265
Capítulo doce
Transferencia de masa 267
12.1. Las tres formas básicas de transporte de masa en un proceso electroquímico 269
12.2. La difusión 275
12.3. Solución de la ecuación de difusión por métodos numéricos 285
12.4. Ejercicios 290
12.5. Referencias 290
Capítulo trece
La cronoamperometría 293
13.1. El experimento de cronoamperometría 295
13.2. Una aproximación ilustrativa: el cambio en el tiempo de la concentración en la superficie del electrodo 298
13.3. Difusión en un electrodo esférico 300
13.4. Ejercicios 305
13.5. Referencias 305
Capítulo catorce
Voltamperometría cíclica 307
14.1. Tratamiento semiempírico de la transferencia de masa 309
14.2. Simulación de un voltamperograma cíclico sobre un electrodo plano 314
14.3. Verificación de la reversibilidad de la reacción electroquímica en un voltamperograma cíclico 318
14.4. Ejercicios 319
14.5. Referencias 320
Capítulo quince
Mecanismos de reacción: reacciones en fase homogénea acopladas a los procesos sobre el electrodo 321
15.1. Mecanismo ec 324
15.2. Mecanismo ce 325
15.3. Mecanismo ece 326
15.4. Ejercicios 327
15.5. Referencias 327
Capítulo dieciséis
Circuitos resistencia-condensador para representar la interfaz electrodo disolución 329
16.1. Experimentos impulso-respuesta en circuitos eléctricos RdsCdc 331
16.2. Experimentos impulso-respuesta en un circuito pseudo-Randles 337
16.3. Ejercicios 346
16.4. Referencias 346
Capítulo diecisiete
Técnicas de pulso 349
17.1. Voltamperometría de pulso normal 353
17.2. Voltamperometría de pulso diferencial 354
17.3. Voltamperometría de onda cuadrada 355
17.4. Análisis por redisolución 355
17.5. Ejercicios 357
17.6. Referencias 357
Capítulo dieciocho
Introducción a la espectroscopía de impedancia electroquímica 359
18.1. La impedancia de una resistencia 361
18.2. La impedancia de un condensador 362
18.3. La impedancia en un circuito 363
18.4. Representación de la impedancia 365
18.5. Aspectos instrumentales a la hora de tomar un espectro de impedancia electroquímica 389
18.6. Ejercicios 391
18.7. Referencias 391
Apéndice A
Curvas de distribución de especies 393
A.1. Una sola especie reducida 396
A.2. Dos especies reducidas 397
Apéndice B
Verificación de electrodos redox de platino 399
Apéndice C
El electrodo de Ag 403
C.1. El electrodo de Ag como un sensor de iones cloruro 405
C.2. Aplicación de lo anterior en el laboratorio 406
C.3. Otros cálculos posibles 407
C.4. Constantes de formación 407
C.5. Determinación final 408
C.6. Procedimientos adicionales 409
C.7. Referencias 409
Apéndice D
La remoción del oxígeno disuelto en los experimentos voltamperométricos o la determinación de oxígeno disuelto 411
Índice analítico 415