Doctorado
  1. Química inorgánica  1.1. Química de coordinación  1.1.1. Teoría del campo de ligandos  1.1.2. Teoría del campo de cristales  1.1.3. Teoría del Orbital Molecular para Compuestos de Coordinación  1.1.4. Estabilidad de los compuestos de coordinación  1.1.5. Espectros electrónicos de compuestos de coordinación  1.1.6. Isomería en Compuestos de Coordinación  1.1.7. Cinética y mecanismo de reacciones de coordinación  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos Metálicos  1.2.2. Alquilo y arilo metálico  1.2.3. Carbenos de Fischer y Schrock  1.2.4. Añadido Oxidativo y Eliminación Reductiva  1.2.5. Hidruros Metálicos  1.2.6. Catalysis por compuestos organometálicos  1.2.7. Metalocénicos y Complejos Sandwich  1.2.8. CH activation  1.3. Química del estado sólido  1.3.1. Estructuras y redes cristalinas  1.3.2. Teoría de bandas y propiedades eléctricas  1.3.3. Defectos en el cristal  1.3.4. Síntesis de materiales en estado sólido  1.3.5. Propiedades magnéticas y ópticas de los sólidos  1.3.6. Superconductividad  1.3.7. Ionics de estado sólido  1.4. Química bio-inorgánica  1.4.1. Metaloproteínas y enzimas  1.4.2. Transporte y almacenamiento de iones metálicos  1.4.3. El papel de los metales en la medicina  1.4.4. Catalización bioinspirada  1.4.5. Interacciones Metal-ADN  1.4.6. Complejos metálicos en la ciencia médica  1.5. Lantánidos y actínidos  1.5.1. Configuración electrónica y estados de oxidación en lantánidos y actínidos  1.5.2. Propiedades Espectrales y Magnéticas en Lantánidos y Actínidos  1.5.3. Separación y Extracción de Lantánidos y Actínidos  1.5.4. Química de coordinación de los elementos del bloque f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de los compuestos de boro  1.6.2. Química de los compuestos de silicio y germanio  1.6.3. Química de los Compuestos de Fósforo y Azufre  1.6.4. Química organosilícica  1.6.5. Química de Gases Nobles
  2. Química orgánica  2.1. Mecanismo de reacción  2.1.1. Reacciones de sustitución nucleofílica  2.1.2. Reacciones de adición y sustitución electrofílica  2.1.3. Reacciones de eliminación  2.1.4. Reacciones de reordenamiento  2.1.5. Reacciones radicales  2.1.6. Reacciones Pericíclicas  2.1.7. Reacciones fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidad y actividad óptica  2.2.2. Análisis estructural  2.2.3. Efectos estereolectrónicos  2.2.4. Síntesis asimétrica  2.2.5. Estereoquímica dinámica  2.3. Química Organometálica en la Síntesis Orgánica  2.3.1. Reactivos de organolitio y organomagnesio  2.3.2. Reacciones de acoplamiento catalizadas por metales de transición  2.3.3. Reacciones catalizadas por paladio  2.3.4. Metátesis de olefinas  2.3.5. Catalización de oro y plata  2.4. Química de productos naturales  2.4.1. Alcaloides y terpenoides  2.4.2. Esteroides y Flavonoides  2.4.3. Síntesis total de productos naturales  2.4.4. Biosíntesis de productos naturales  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química huésped-invitado  2.5.2. Autoensamblaje y reconocimiento molecular  2.5.3. Catalisis Supramolecular  2.5.4. Máquinas moleculares
  3. Química Física  3.1. T termodinámica  3.1.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.2. Potencial Químico y Equilibrio  3.1.3. Termodinámica estadística  3.1.4. Termodinámica de no equilibrio  3.2. Química Cuántica  3.2.1. Ecuación de Schrödinger y sus aplicaciones  3.2.2. Teoría de orbitales moleculares  3.2.3. Teoría del funcional de la densidad  3.2.4. Métodos post-Hartree–Fock  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoría de la velocidad de reacción  3.3.2. Mechanism and rate laws  3.3.3. Catalisis y cinética enzimática  3.3.4. Dinámica de reacción  3.4. Espectroscopía y estructura molecular  3.4.1. Espectroscopia Infrarroja  3.4.2. Espectroscopia UV-visible  3.4.3. Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometría de Masas  3.4.5. Espectroscopía Raman  3.5. Química de Superficies y Coloides  3.5.1. Absorción y Catálisis  3.5.2. Surfactantes y micelas  3.5.3. Estabilidad Coloidal  3.5.4. Nanomateriales e Interfaces
  4. Química analítica  4.1. Cromatografía  4.1.1. Cromatografía de Gases  4.1.2. Cromatografía Líquida de Alta Eficiencia  4.1.3. Cromatografía en Capa Fina  4.1.4. Cromatografía iónica  4.2. Técnicas electroanalíticas  4.2.1. Voltametría y Polarografía  4.2.2. Conductometría y potenciometría  4.2.3. Colometría  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopía de absorción atómica  4.3.2. Espectroscopía de Fluorescencia  4.3.3. Difracción de rayos X  4.3.4. Espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica  4.4. Quimiometría  4.4.1. Procesamiento de datos y métodos estadísticos  4.4.2. Análisis multidisciplinario  4.4.3. Aprendizaje Automático en Química Analítica
  5. Química Teórica y Computacional  5.1. Simulación de dinámica molecular  5.2. Métodos de química cuántica  5.3. Diseño de fármacos computacional  5.4. Aprendizaje automático en química  5.5. Dinámica molecular ab initio
  6. Biofísica y Química Medicinal  6.1. Descubrimiento y diseño de fármacos  6.2. Cinética enzimática e inhibición  6.3. Enfoque de biología química  6.4. Interacciones proteína-ligando  6.5. Química bioortogonal
  7. Química de materiales  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerización  7.1.2. Polímeros Funcionales  7.1.3. Polímero Biodegradable  7.1.4. Polímeros conductores y semiconductores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas y nanoestructuras  7.2.2. Nanomateriales basados en carbono  7.2.3. Quantum dots  7.3. Química Energética y Ambiental  7.3.1. Química de Baterías y Pilas de Combustible  7.3.2. Química verde y materiales sostenibles  7.3.3. Fotocatálisis

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Voltametría y Polarografía


Las técnicas electroanalíticas son una rama de la química analítica que se ocupa del estudio de las propiedades químicas y reacciones mediante la medición de propiedades eléctricas. Las dos principales técnicas de este dominio son la voltametría y la polarografía. Estas técnicas son invaluables para comprender el comportamiento electroquímico de los analitos, los cuales son especies químicas de interés. Esta lección cubre ambas técnicas en gran detalle.

Voltametría

La voltametría es una categoría de métodos electroanalíticos utilizados para estudiar diversas propiedades electroquímicas de un analito. Esta técnica implica cambiar el potencial de un electrodo de trabajo y medir la corriente resultante. Los datos obtenidos de experimentos de voltametría pueden proporcionar información valiosa sobre la concentración, potencial redox y parámetros cinéticos del analito.

Principios básicos

  • En voltametría, se instala una celda electroquímica con al menos dos electrodos: un electrodo de trabajo, donde ocurre la reacción deseada, y un electrodo de referencia, que mantiene un potencial constante.
  • A menudo también se incluye un electrodo contador para completar el circuito.
  • El potencial del electrodo de trabajo varía linealmente con el tiempo y se mide la corriente.

El experimento usual implica escanear el potencial desde el valor inicial hasta el valor final a una tasa constante y medir la corriente como función del potencial. El gráfico resultante se llama voltamperograma.

Aplicaciones de la voltametría

La voltametría se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo:

  • Análisis de iones metálicos.
  • Detección de compuestos orgánicos.
  • Para estudiar la actividad enzimática.

Tipos de voltametría

Existen varias variantes de la técnica voltamétrica, cada una con modificaciones únicas a la configuración general:

Voltametría de barrido lineal (LSV)

En LSV, el potencial aumenta o disminuye linealmente con el tiempo. La forma de la curva de corriente versus potencial proporciona información sobre los procesos electroquímicos que ocurren en la superficie del electrodo.


dE/dt = constante

Esta decisión en la modulación ayuda a analizar procesos de transferencia de electrones rápidos.

Voltametría cíclica (CV)

En voltametría cíclica, el barrido de potencial se aplica en la dirección hacia adelante y luego se devuelve al potencial inicial.


E_inicial -> E_final -> E_inicial

El resultado es un voltamperograma cíclico que revela reacciones redox y reacciones químicas acopladas.

Voltamperograma cíclicoPosibilidadcorriente

La forma de estos picos nos proporciona información sobre la reversibilidad de las reacciones electroquímicas, el número de electrones involucrados y la información cinética.

Polarografía

La polarografía es un tipo específico de voltametría que utiliza un electrodo de mercurio gota a gota (DME) o un electrodo de mercurio gota estática (SMDE) como electrodo de trabajo. Esta técnica fue inventada por Jaroslav Heyrovský, quien recibió el Premio Nobel de Química en 1959 por su invención.

Principios de la polarografía

  • La polarografía implica aplicar un potencial a un electrodo de mercurio que se gotea continuamente y registrar la respuesta de corriente durante la transformación redox del analito.
  • El potencial suele aplicarse de manera escalonada en lugar de lineal.

El polarograma resultante muestra ondas en forma de escalón, y cada onda corresponde a un proceso electroquímico diferente.

PosibilidadcorrientePolarograma

Beneficios de la polarografía

La polarografía es beneficiosa por las siguientes razones:

  • Alta sensibilidad a diversas especies químicas.
  • Capacidad para analizar mezclas complejas.
  • Capacidad para proporcionar datos tanto cualitativos como cuantitativos.

Límites

A pesar de sus muchas ventajas, la polarografía tiene algunas limitaciones, tales como:

  • El tiempo de análisis es relativamente lento debido al uso de un electrodo de mercurio gota a gota.
  • Dificultad con sustancias que forman compuestos insolubles de mercurio.

Aplicaciones de la polarografía

Las técnicas polarográficas son útiles en una serie de áreas:

  1. Química ambiental para el análisis de metales pesados.
  2. Estudios biológicos para explorar la cinética enzimática e interacciones de fármacos.
  3. Para la detección de metales y otras sustancias en la química de alimentos.

Comparación y conclusión

Tanto la voltametría como la polarografía son poderosas técnicas en química electroanalítica, cada una con sus propias fortalezas únicas. La elección de una u otra depende en gran medida de los requisitos específicos del análisis, como la naturaleza del analito, la sensibilidad requerida y la disponibilidad de equipos.

La voltametría ofrece una amplia gama de materiales y configuraciones de electrodos, lo que la hace altamente versátil. La polarografía, con su distintivo electrodo de mercurio, sobresale particularmente en el análisis de metales traza y puede explotar las propiedades únicas del mercurio para proporcionar detalladas perspectivas electroanalíticas. Comprender estas técnicas y sus matices equipa mejor a los químicos e investigadores para seleccionar el método apropiado para sus necesidades analíticas específicas.


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