Explique a diferença entre eletrodos indicadores metálicos e de membrana.

Passo 1

O enunciado pede para comparar dois tipos de sensores eletroquímicos usados como eletrodos indicadores: os metálicos e os de membrana. O conteúdo aqui é análise por potencial de eletrodo e seletividade de íons, e vamos precisar entender como cada um converte uma grandeza química (concentração, atividade, espécie redox) num potencial elétrico mensurável.

Passo 2

Eletrodos indicadores metálicos
Esses eletrodos usam um metal puro (por exemplo, Pt, Au, Ag) imerso em solução para monitorar um sistema redox. O metal funciona como superfície de troca de elétrons, e o potencial registrado segue a equação de Nernst para um par redox genérico
E = E^0 + RTnFln[Ox][Red]
onde:
  • E^0 é o potencial padrão do par redox,
  • n é o número de elétrons trocados,
  • [Ox] e [Red] são as atividades da forma oxidada e reduzida.
    Esses eletrodos têm resposta rápida e são usados em titulações redox, mas não são seletivos a um único íon; eles enxergam qualquer par redox presente na superfície metálica.

Passo 3

Eletrodos indicadores de membrana
Aqui o sensor isolante (vidro, polímero, cristal) permite a passagem seletiva de um íon determinado (por exemplo, H^+ no eletrodo de vidro ou K^+ em membranas seletivas). O potencial desenvolvido na interface membrana/solução também obedece a uma forma da equação de Nernst, agora para o íon selecionado:
E = E^0 + RTzFln aíon í
onde z é a carga do íon e aíoní sua atividade. Esses eletrodos são altamente seletivos (graças ao coeficiente de seleção da membrana), porém mais lentos para estabilizar e exigem calibração cuidadosa.

Passo 4

Comparação direta
  • Mecanismo de resposta:
    bul<=t Metálico to troca de elétrons em superfícies metálicas (redox).
    bul<=t Membrana to troca de íons através de um material seletivo.
  • Seletividade:
    bul<=t Metálico to geral a pares redox; não distingue espécies sem pré-tratamento.
    bul<=t Membrana to alta seletividade ao íon alvo, minimiza interferentes.
  • Faixa de aplicação:
    bul<=t Metálico to titulações redox, potenciais padrão, estudos cinéticos.
    bul<=t Membrana to monitoramento de pH, K^+ , Na^+ , fluoreto, etc.
  • Manutenção e estabilidade:
    bul<=t Metálico to fácil limpeza, estável, pouca calibração.
    bul<=t Membrana to sensível a desgaste, precisa de manutenção da membrana e solução de referência.

Resposta

Eletrodos metálicos funcionam pela transferência de elétrons em superfícies de metais puros e respondem ao conjunto de reações redox presentes, enquanto eletrodos de membrana detectam seletivamente a atividade de um íon específico graças à passagem controlada desse íon através de um material (vidro ou polímero), obedecendo cada um a uma forma da equação de Nernst adaptada ao seu mecanismo de resposta.

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