Diseño y caracterización de sensores químicos en estado sólido. Aplicación de modelos teóricos para el estudio de interferencias.

Abstract

RESUMENEn el presente trabajo de tesis se exponen los resultados obtenidos en el diseño y la caracterización de dos tipos de sensores químicos en estado sólido; así como su aplicación en el reconocimiento o determinación de especies químicas de interés.En la primera parte se expone el diseño y la caracterización de tres tipos de lenguas electrónicas. Un primer dispositivo se prepara para realizar análisis cualitativos y cuantitativos de disoluciones salinas y aguas minerales, utilizando como método de medición la potenciometría. Dicho dispositivo se compone de cinco electrodos de trabajo metálicos (oro, plata, platino, cobre y cinc) encapsulados en un cilindro de acero inoxidable. Se verifica la capacidad de diferenciación del dispositivo sobre muestras de diferente composición aniónica, como por ejemplo, disoluciones salinas preparadas en el laboratorio y aguas minerales comerciales. Se analiza además la capacidad de predecir los niveles aniónicos en las muestras, resultando buena para las determinaciones de cloruros y moderadas para el sulfato y bicarbonato.Un segundo dispositivo se utiliza en la predicción de bisulfitos en muestras de vinos mediante voltametría de pulsos. El dispositivo se compone de cuatro electrodos de trabajo (oro, platino, acero inoxidable y rodio) encapsulados en un cilindro de acero inoxidable utilizado como electrodo de seudoreferencia/auxiliar. Se realiza además un diseño experimental que incluye el análisis no solo de bisulfitos sino también de ácido ascórbico e histamina. Se realizan experimentos de calibración del sistema y de validación de los modelos de predicción creados. Los resultados de la calibración muestran una capacidad predictiva muy buena hacia el bisulfito, y aceptable hacia el ácido ascórbico y la histamina. En la validación se detecta una disminución de la capacidad predictiva hacia todas las especies, causada por un efecto matriz.La tercera Lengua Electrónica incluye la utilización simultánea de dos metodologías de medición: voltametría de pulsos y medidas de la impedancia, para la determinación del contenido salino en muestras de carne picada. La capacidad predictiva de la lengua electrónica "híbrida" resulta buena para el análisis de cloruro y moderadas para nitrito y nitrato.La segunda parte de esta tesis expone el diseño y caracterización de un dispositivo de capa gruesa de óxido de rutenio utilizado como sensor de pH, así como el planteamiento y verificación de modelos teóricos para el estudio de los procesos de interferencia. El dispositivo presenta una fuerte resistencia mecánica y química, así como una sensibilidad muy cercana al comportamiento nerstiano, y tiempos de respuesta bajos. Se encuentran interferencias debido a la presencia de aniones comunes en las muestras analizadas, causadas por la presencia de óxido de plomo en la pasta comercial de óxido de rutenio utilizada en la preparación del sensor.Por último, se proponen modelos teóricos capaces de describir el comportamiento de la señal potenciométrica de algunos sensores sólidos y de estudiar proceso...

Sensores para la Determinación de la Durabilidad de Construcciones de Hormigón Armado.

“…This kind of potentiometric sensors have been studied in aqueous solutions (Labrador 2009), in solutions simulating the pore water of concrete (Alves et al, 2006), (Vera, 2010) and in hardened concretes and mortars (Duffó y Farina, 2009), (Dong et al, 2011), (Alves et al, 2006, (Climent-Llorca et al, 1996), (Terol et al, 2013). The Expansion-Ring-System, formed by an expansion-ring-anode and a cathode that are drilled into the concrete, was developed under these principles.…”