Química

Electroquímica

Publicado por Mónica González

Los sensores electroquímicos basados en las reacciones espontáneas de oxidación y reducción, con la participación de un gas para la medición de su concentración. Estas reacciones generan un flujo de corriente entre los electrodos, que es proporcional a la concentración de gas que tiene que medir.

Las celdas electroquímicas se construyen de manera similar a una batería, la principal diferencia es la presencia de una membrana semipermeable que separa la fase líquida (electrolito) y gas (muestra de aire a medir). Esta membrana permite la difusión de las moléculas de gas a través del electrolito, evitando la evaporación del electrolito. La Figura 1 ilustra una célula electroquímica para medir el oxígeno.

Para mejorar la ionización del gas que desea hacer una reverencia en el electrolito los electrodos de los sensores suelen estar construidos con metales como el platino, oro y plata sobre la base de sus propiedades catalíticas. La membrana que separa la fase líquida y de gas de los sensores se realiza con materiales porosos e hidrofóbicas. El material más común utilizado para este propósito es de PTFE (Poli Tetra fluoro etileno).

Dos tipos de sensores electroquímicos se encuentran en el mercado, la diferencia principal entre ellos el uso de materiales sólidos y gaseosos que se oxida. Los sensores que utilizan materiales sólidos tienen siempre como un producto de reacción sólida de otros materiales, y los sensores que utilizan materiales gaseosos pueden tener como producto de la reacción materiales líquidos o gaseosos.

Ejemplos de ambos tipos de sensores sería la sonda que utiliza el oxígeno para oxidar los materiales como el plomo (Pb) y su producto es el óxido de plomo (PbO 2) y el sensor para la medición de monóxido de carbono (CO) que utiliza como material que se oxida, el monóxido de carbono muy (CO) y dióxido de carbono son el producto (CO 2). La figura 2 muestra una célula electroquímica para medir el monóxido de carbono (CO).

Todos los sensores electroquímicos tienen una dependencia de la temperatura, porque la mayoría de las reacciones electroquímicas son la velocidad depende de la temperatura. Debido a esto la mayoría de los sensores electroquímicos tienen sensores de temperatura asociados a la promoción de compensación. Para leer las señales de los sensores, simplemente midiendo la corriente que fluye a través de los electrodos.

La respuesta eléctrica es lineal con la concentración de gases y la generación de señales es espontánea (un comportamiento similar a una batería.) Para detectar bajas concentraciones es necesario para amplificar la señal de adequeda porque en algunos casos la generación de corriente puede ser muy baja (alrededor de 0,1 mA / ppm de gas).

Los sensores son los sensores electroquímicos de uso común en todo el mundo para medir las concentraciones de gases, ya que cambiar el electrolito, los electrodos y el material que se oxida es posible obtener sensores que miden más de 30 gases diferentes. La principal aplicación de estos sensores se centra en el análisis de la combustión y las emisiones industriales del medio ambiente. La generación espontánea de la actual permite la construcción de analizadores para la fabricación de sensores de bajo consumo de energía viable en el uso y fija medidores portátiles.

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