Defina os termos:
eletrodo íon-seletivo
eletrodo íon-seletivo
Passo 1
Beleza, o enunciado pede para a gente definir “eletrodo íon-seletivo”. Isso cai em eletroquímica, mais especificamente em métodos de análise por potenciometria. Para tirar de letra a resolução, vamos precisar entender:
- O que é um eletrodo e potencial de eletrodo;
- Como a atividade iônica entra nas contas (através da equação de Nernst);
- O que torna um eletrodo “seletivo” a um certo íon.
Passo 2
Primeiro, bora relembrar o que é potencial de eletrodo.
Quando você tem um eletrodo mergulhado numa solução, rola uma diferença de potencial elétrico entre o metal e o eletrólito. Essa diferença depende da concentração (ou melhor, da atividade) dos íons na solução. A teoria que descreve isso é a equação de Nernst:
Quando você tem um eletrodo mergulhado numa solução, rola uma diferença de potencial elétrico entre o metal e o eletrólito. Essa diferença depende da concentração (ou melhor, da atividade) dos íons na solução. A teoria que descreve isso é a equação de Nernst:
onde
-
é o potencial de eletrodo; -
é o potencial padrão do eletrodo; -
é a constante dos gases (8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹); -
é a temperatura em kelvin; -
é a carga do íon; -
é a constante de Faraday (96 485 C·mol⁻¹); -
é a atividade do íon na solução.
Passo 3
Agora, o que faz um eletrodo ser “íon-seletivo”?
Imagine que você quer medir só a quantidade de potássio e ignorar tudo o mais na solução. Para isso, você envolve seu eletrodo com uma membrana especial – por exemplo, um polímero que só deixa passar
. Essa membrana responde à atividade daquele íon específico, gerando um potencial que segue a Nernst.
Ou seja, o eletrodo mede uma diferença de potencial que varia quase só com , desprezando os outros íons.
Imagine que você quer medir só a quantidade de potássio
Ou seja, o eletrodo mede uma diferença de potencial que varia quase só com
Passo 4
Recapitulando o mecanismo:
- Há uma membrana seletiva (vidro para H+, cristal líquido ou polímero para outros íons).
- Na interface membrana/solução, ocorre um desequilíbrio de cargas só do íon alvo.
- Esse desequilíbrio gera um potencial
que obedece a Nernst, permitindo calcular . - Ligando isso a um eletrodo de referência, você mede a diferença de potencial e infere a concentração do íon.
Resposta
Eletrodo íon-seletivo é um sensor eletroquímico que, usando uma membrana especialmente desenhada, desenvolve um potencial elétrico diretamente proporcional à atividade de um íon específico na solução, obedecendo à equação de Nernst.