Posgrado
  1. Química Física  1.1. Termodinámica  1.1.1. Leyes de la Termodinámica  1.1.2. Entalpía y capacidad calorífica  1.1.3. Entropía y energía libre  1.1.4. Equilibrio de Fase  1.1.5. Termodinámica estadística  1.1.6. Ciclo termodinámico  1.1.7. Fugacidad y actividad  1.2. Química Cuántica  1.2.1. Principios de la mecánica cuántica  1.2.2. Ecuación de Schrödinger  1.2.3. Partícula en una caja  1.2.4. Operadores y valores propios  1.2.5. Orbitales atómicos  1.2.6. Teoría de orbitales moleculares  1.2.7. Teoría de perturbaciones  1.2.8. Teoría del enlace de valencia  1.2.9. Hibridación y enlace químico  1.3. Cinética química  1.3.1. Leyes de velocidad y mecanismos de reacción  1.3.2. Teoría de colisiones  1.3.3. Teoría del estado de transición  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reacciones en cadena y polimerización  1.3.6. Reacciones fotoquímicas  1.4. Mecánica estadística  1.4.1. Función de partición  1.4.2. Funciones de distribución molecular  1.4.3. Distribución de Boltzmann  1.4.4. Estadísticas de Bose–Einstein y Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopía  1.5.1. Espectroscopía Rotacional  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopía Electrónica  1.5.4. Espectroscopia de resonancia magnética nuclear  1.5.5. Espectrometría de Masas  1.5.6. Espectroscopía Raman  1.5.7. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  1.6. Química de superficies y coloides  1.6.1. Isoterma de absorción  1.6.2. Tensión superficial y mojado  1.6.3. Estabilidad Coloidal  1.6.4. Catalisis  1.6.5. Emulsiones y micelas  1.7. Electroquímica  1.7.1. Ecuación de Nernst  1.7.2. Células electroquímicas  1.7.3. Conductividad y movilidad  1.7.4. Guerra  1.7.5. Celdas de combustible  1.7.6. Electrólisis
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones pericíclicas  2.2. Espectroscopia y determinación estructural  2.2.1. Espectroscopía UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopía de RMN  2.2.4. Espectrometría de Masa  2.2.5. Cristalografía de rayos X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidad y actividad óptica  2.3.2. Análisis estructural  2.3.3. Isomería geométrica  2.3.4. Estereoquímica Dinámica  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.4.2. Reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por paladio  2.4.3. Complejos de metales de transición  2.4.4. Enlace metal-carbono  2.5. Química de polímeros  2.5.1. Mecanismo de polimerización  2.5.2. Características de los Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradable  2.5.4. Polímero conductor  2.5.5. Polímeros supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Diseño y desarrollo de fármacos  2.6.2. Farmacocinética y farmacodinámica  2.6.3. Relaciones estructura-actividad  2.6.4. Acoplamiento molecular y selección de fármacos
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Teoría del campo cristalino  3.1.2. Teoría del campo de ligandos  3.1.3. Serie espectroquímica  3.1.4. Quelación y estabilidad  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalysis por complejos organometálicos  3.2.3. Metalocenos  3.3. Química bioinorgánica  3.3.1. Metaloproteínas y enzimas  3.3.2. El rol de los metales en los sistemas biológicos  3.3.3. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  3.4. Química del estado sólido  3.4.1. Estructuras Cristalinas  3.4.2. Teoría de bandas de los sólidos  3.4.3. Superconductors  3.4.4. Defectos en el cristal  3.5. Lantánidos y Actínidos  3.5.1. Configuración electrónica en lantánidos y actínidos  3.5.2. Química de coordinación de los lantánidos  3.5.3. Propiedades Magnéticas de los Lantánidos
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Resolución  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.2.2. Difracción de rayos X  4.2.3. Espectroscopía de plasma acoplado inductivamente  4.3. Métodos electroanalíticos  4.3.1. Potenciometría  4.3.2. Voltametría  4.3.3. Colometría  4.4. Espectrometría de masas  4.4.1. Técnica de Ionización  4.4.2. Patrón de Fragmentación  4.5. Chemometría  4.5.1. Análisis multidisciplinario  4.5.2. Aprendizaje Automático en Química
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.1.1. Force fields and energy minimization  5.1.2. Simulación de Monte Carlo en simulaciones de dinámica molecular  5.2. Métodos químicos cuánticos  5.2.1. Teoría de Hartree–Fock  5.2.2. Teoría del funcional de la densidad  5.2.3. Métodos semiempíricos  5.3. Diseño computacional de fármacos  5.3.1. Alineamiento Molecular  5.3.2. Modelado QSAR  5.3.3. Tamizaje Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inhibición  6.2. Metabolismo y Bioenergética  6.2.1. Glicólisis  6.2.2. Ciclo del ácido cítrico  6.2.3. Cadena de transporte de electrones  6.3. Biología Molecular  6.3.1. Replicación y reparación del ADN  6.3.2. La síntesis de proteínas  6.3.3. Regulación Génica  6.4. Bioquímica Estructural  6.4.1. Plegado de proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efecto invernadero  7.1.2. Agotamiento del ozono  7.1.3. Contaminantes del aire y humo  7.2. Química del Agua  7.2.1. pH y dureza del agua  7.2.2. Tratamiento de aguas residuales  7.2.3. Química Acuática  7.3. Química del Suelo  7.3.1. Contaminación por metales pesados  7.3.2. pH del Suelo y Amortiguación  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicología y Seguridad Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Evaluación de Riesgos en Toxicología y Seguridad Química en Química Ambiental  7.4.3. Efectos de los contaminantes en el medio ambiente

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Voltametría


La voltametría es una técnica electroanalítica esencial utilizada para estudiar procesos redox en química analítica. Implica medir la corriente en función del potencial aplicado. Esta técnica proporciona información sobre la cinética de las reacciones de transferencia de electrones, así como sobre la concentración del analito. Existen varios tipos de voltametría, cada uno con su propio enfoque y aplicación únicos.

Fundamentos de la voltametría

El concepto básico de la voltametría se basa en controlar el potencial del electrodo mientras se mide la corriente resultante. El electrodo de trabajo, donde ocurre la reacción de interés, es típicamente pequeño y se utilizan metales como platino, oro o materiales de carbono.

La configuración habitual de un experimento voltamétrico involucra tres electrodos:

  • Electrodo de trabajo (WE): donde ocurre la reacción principal.
  • Electrodo de referencia (RE): Proporciona un potencial constante contra el cual se mide el potencial del electrodo de trabajo.
  • Electrodo auxiliar (CE): Completa el circuito en una celda electrolítica.

La corriente medida está directamente relacionada con la concentración de las especies electroactivas y proporciona información sobre la cinética de reacción en la superficie del electrodo.

Electrodo de Trabajo Electrodo de Referencia Electrolito

Tipos de voltametría

Existen varios tipos de técnicas voltamétricas, cada una adecuada para aplicaciones específicas. Aquí hay algunos de los tipos más comunes:

Voltametría de barrido lineal (LSV)

En la voltametría de barrido lineal, el potencial se escanea linealmente con el tiempo, y se registra la corriente resultante. LSV se utiliza a menudo para estudiar las propiedades redox de las especies químicas.

E = E0 + (tasa de barrido) x tiempo

A medida que se desplaza el potencial, se produce un gráfico de potencial versus corriente, mostrando corrientes pico que corresponden a la reducción u oxidación de las especies en solución.

Voltametría cíclica (CV)

La voltametría cíclica implica la aplicación de una onda triangular de potencial entre dos valores establecidos. El barrido hacia adelante reduce las especies, mientras que el barrido inverso oxida el producto de reducción. Los datos resultantes proporcionan una forma de pico característica, que es diagnóstica para sistemas electroquímicos. CV es una de las técnicas más versátiles y ampliamente utilizadas en voltametría.

Barrido Inverso Barrido hacia Adelante Posibilidad Corriente

Los puntos en el voltammograma cíclico indican los potenciales en los que ocurre la oxidación o reducción, y la altura del pico es una indicación de la concentración del analito.

Polarografía

Una de las primeras formas de voltametría, la polarografía, implica el uso de un electrodo de mercurio que gotea (DME) como electrodo de trabajo. Cuando el mercurio cae del capilar, promueve superficies de electrodo frescas y regeneradas. Este enfoque ha sido ampliamente utilizado en el análisis de iones metálicos.

Aplicaciones de la voltametría

La voltametría tiene muchas aplicaciones en diferentes campos. Aquí hay algunos ejemplos:

Análisis ambiental: La voltametría se utiliza para analizar trazas de metales y contaminantes orgánicos en muestras de agua y suelo. Por ejemplo, puede ayudar a medir los niveles de plomo (Pb2+) en el agua.

Análisis biológico: Se utiliza para estudiar biomoléculas como proteínas y ADN. Por ejemplo, la voltametría cíclica se puede usar para observar la oxidación del ácido ascórbico en muestras biológicas.

Beneficios y limitaciones

Aunque la voltametría proporciona información valiosa, es importante entender sus ventajas y limitaciones.

Beneficio

  • Altamente sensible y capaz de detectar bajas concentraciones de analitos.
  • Proporciona datos tanto cualitativos como cuantitativos.
  • Versátil en términos de diferentes tipos de estudios electroquímicos con variaciones como CV, LSV, etc.

Limitaciones

  • La interferencia de otras especies electroactivas puede afectar la precisión de los resultados.
  • Se requiere una calibración y configuración experimental adecuadas para asegurar resultados precisos.
  • Interpretación de datos compleja, especialmente en sistemas con múltiples especies electroactivas.

Conclusión

La voltametría sigue siendo una poderosa técnica electroanalítica con amplias aplicaciones en la investigación, la industria y el control de calidad. Comprender sus principios y métodos diversos proporciona información valiosa sobre las propiedades electroquímicas de las sustancias, impactando campos que van desde la ciencia ambiental hasta la bioquímica. Con su flexibilidad y alta sensibilidad, la voltametría sigue siendo una herramienta esencial en el conjunto de herramientas del químico.


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