El campo de la química analítica está dedicado, entre otras cosas, al estudio de la composición química de una muestra empleando para ello diversos métodos y técnicas. ¿Alguna vez has leído el etiquetado de una botella de agua? ¿Te has tenido que hacer unos análisis de sangre y orina? Son únicamente dos de las muchas situaciones en las que el análisis químico juega un papel destacado en nuestra vida diaria. ¡Necesitamos saber si un determinado elemento o compuesto está presente en una muestra y, si es posible, saber cuánto hay!

En esta línea, y allá por la primera mitad del siglo XX, Jaroslav Heyrovský (Imagen 1), trabajaba arduamente en su laboratorio. Fruto de tanto trabajo y de tanta excelente calidad, recibió el Premio Nobel en Química en 1959 por su descubrimiento y desarrollo de métodos polarográficos de análisis. Tan importante ha sido este científico que hay un centro de investigación fundamental en Praga (República Checa) que lleva su nombre. Pero… ¿Qué es la polarografía? Se trata de un método electroquímico que nos permite analizar el contenido de diferentes sustancias (analitos) en una disolución a través de medidas eléctricas. Para ello se emplean dos electrodos, uno de los cuales es de mercurio. Al aplicar un potencial característico del analito a cuantificar se produce una reacción redox y la intensidad de corriente aumenta hasta un nivel que depende de la concentración del analito en la disolución. Por lo tanto, a través de una recta de calibrado (Imagen 2), es posible saber la cantidad de analito presente en una muestra problema. Interesante, ¿verdad?

                               Imagen 1                                             Imagen 2

Cuestiones:

  • Sin necesidad de buscar más información, piensa algún ejemplo en el que la química analítica juegue un papel fundamental en los siguientes campos: alimentación, deporte, medicina, medioambiente, industria e investigación.
  • Busca en fuentes fiables algo de información sobre una de las respuestas que hayas dado en la cuestión anterior. ¿Qué métodos y técnicas se emplean para el análisis? ¿Cuáles son los valores correctos que debe dar el análisis?
  • Piensa algún ejemplo que prácticamente puedas ver cada día en el cual tenga gran importancia el fenómeno de la oxidación. Busca algo más de información sobre qué es lo que lo provoca y el proceso en sí.
  • B2: ¿Te atreverías a decir cuál es un inconveniente de la polarografía a día de hoy? Intenta encontrar un par de métodos o técnicas de naturaleza electroquímica y que sean muy utilizados en la actualidad para análisis.

Actividad para profundizar: Práctica: Cálculo de la cantidad de vitamina C que hay en un zumo. Construcción de una recta de calibrado.

Como miembro de un laboratorio de calidad debes realizar el análisis de vitamina C que hay en un zumo. Las técnicas electroquímicas son algunas de las más utilizadas para este análisis. En ellas, la señal eléctrica que obtienes al medir cada muestra es directamente proporcional a la concentración.

La siguiente tabla muestra las concentraciones que has medido de vitamina C (patrones), así como la señal eléctrica que has obtenido:

Concentración (Molar)

Señal eléctrica (microamperios)

0

0

0,0002

1,1

0,001

5,6

0,0015

7,8

0,002

10

0,0025

13,2

0,003

15

0,004

19,5

Con ayuda de un software de cálculo, construye una recta de calibrado. El análisis de la muestra de zumo ha dado una señal eléctrica de 9.1 microamperios. ¿Qué concentración de vitamina C tiene el zumo?

Objetivos:

El post tiene como finalidad introducir a los alumnos en el mundo de la química analítica y de las técnicas con base electroquímica para hacerles ver la importancia del análisis cuantitativo y los procesos redox en el día de hoy.

Modo de trabajo:

Las cuestiones deberán ser realizadas por los alumnos de modo individual o mediante trabajo en grupo. Al finalizar la actividad, y tras tener cada alumno sus propias conclusiones, se realizará una discusión constructiva en clase con orientaciones por parte del profesor.

La actividad para profundizar estará guiada totalmente por el profesor, con participación activa por parte del alumnado.

Criterios de evaluación:

En ambos casos se valorará la originalidad y el trabajo realizado, así como la participación activa para lograr una mayor profundización en los conceptos y en las aplicaciones de los contenidos vistos.

Justificación:

He realizado este post porque mi investigación durante la tesis doctoral ha estado centrada en el mundo del análisis. Además, para los alumnos de 2º Bachillerato, el tema de la electroquímica puede ser complicado, por lo que espero que esta entrada les pueda ayudar y motivar.

Bibliografía:

The Nobel Prize Website:

https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1959/heyrovsky/facts/

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