En química analítica , la titulación potenciométrica es una técnica similar a la titulación directa de una reacción redox . Es un medio útil para caracterizar un ácido . No se utiliza ningún indicador ; en su lugar, se mide el potencial eléctrico a través del analito , normalmente una solución electrolítica . Para ello, se utilizan dos electrodos , un electrodo indicador (el electrodo de vidrio y el electrodo indicador de iones metálicos) y un electrodo de referencia . Los electrodos de referencia que se utilizan generalmente son electrodos de hidrógeno, electrodos de calomelanos y electrodos de cloruro de plata . El electrodo indicador forma una semicelda electroquímica con los iones de interés en la solución de prueba. El electrodo de referencia forma la otra semicelda.
El potencial eléctrico total se calcula como
E sol es la caída de potencial sobre la solución de prueba entre los dos electrodos. La celda E se registra a intervalos a medida que se agrega el titulante. Se puede dibujar un gráfico del potencial en función del volumen agregado y el punto final de la reacción está a mitad de camino entre el salto de voltaje. La celda E depende de la concentración de los iones interesados con los que está en contacto el electrodo indicador. Por ejemplo, la reacción del electrodo puede ser
A medida que cambia la concentración de M n + , la celda E cambia correspondientemente. Por lo tanto, la titulación potenciométrica implica la medición de la celda E con la adición de titulante. Los tipos de titulación potenciométrica incluyen la titulación ácido-base (alcalinidad total y acidez total), la titulación redox (HI/HY y cerato), la titulación por precipitación (haluros) y la titulación complexométrica (EDTA libre y Antical #5).
La primera titulación potenciométrica fue realizada en 1893 por Robert Behrend en el Instituto Ostwald de Leipzig. Tituló una solución de mercurio con cloruro de potasio , bromuro de potasio y yoduro de potasio . Utilizó un electrodo de mercurio junto con un electrodo de referencia de mercurio/ nitrato de mercurio . Descubrió que en una celda compuesta de nitrato de mercurio y nitrato de mercurio/mercurio, el voltaje inicial es 0. Si se añade cloruro de potasio al nitrato de mercurio en un lado, se precipita cloruro de mercurio (I) . Esto disminuye la presión osmótica de los iones de mercurio (I) en el lado y crea una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial aumenta lentamente a medida que se añade cloruro de potasio adicional, pero luego aumenta más rápidamente. Descubrió que la mayor diferencia de potencial se logra una vez que se ha precipitado todo el nitrato de mercurio. Esto se utilizó para discernir los puntos finales de las titulaciones. [1]
Wilhelm Böttger desarrolló la herramienta de titulación potenciométrica mientras trabajaba en el Instituto Ostwald. [2] Utilizó la titulación potenciométrica para observar las diferencias en la titulación entre ácidos fuertes y débiles, así como el comportamiento de los ácidos polibásicos. Introdujo la idea de utilizar titulaciones potenciométricas para ácidos y bases que no se podían titular junto con un indicador colorimétrico [1].
Las titulaciones potenciométricas fueron utilizadas por primera vez para titulaciones redox por Crotogino. Tituló iones haluro con permanganato de potasio utilizando un electrodo de platino brillante y un electrodo de calomelanos . Dijo que si se añade un agente oxidante a una solución reductora, el equilibrio entre la sustancia reductora y el producto de reacción se desplazará hacia el producto de reacción. Esto cambia el potencial muy lentamente hasta que la cantidad de sustancia reductora se vuelve muy pequeña. Se producirá un gran cambio en el potencial una vez que se agregue una pequeña adición de la solución de titulación, ya que las cantidades finales de agente reductor se eliminan y el potencial corresponde únicamente al agente oxidante. Este gran aumento en la diferencia de potencial significa el punto final de la reacción. [1]
