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1. de Electrodos Selectivos de Tones 2 DESCRIPCION DEL SISTEMA EMPLEADO El control del sistema de estudio y la obtenci n de los par metros de calibraci n lo realiza un instrumento virtual VI implementado en LabVIEW 4 a trav s del puerto serie de un ordenador El VI realiza la adquisici n y almacenamiento de los datos enviados por el pH metro con lo cual captura los potenciales provenientes de los sensores La informaci n generada es procesada posteriormente con el propio VI para obtener los resultados En la figura 2 se muestra el sistema empleado Electrodo de Referencia Eltectrodo Selectivo de Tones Figura 2 Sistema empleado para el estudio de los Electrodos Selectivos de lones 3 DESCRIPCION DEL SOFTWARE DE MONITORIZACION Y CONTROL El software de monitorizaci n y control fue soportado en entorno LabVIEW 7 express LabVIEW es un lenguaje de programaci n gr fico que emplea conos en lugar de l neas de texto para crear aplicaciones Es un programa enfocado a la instrumentaci n virtual por lo que cuenta con numerosas herramientas de presentaci n en gr ficas botones indicadores y controles los cuales son muy esquem ticos y de gran elegancia El Instrumento Virtual VI posee una secci n donde el usuario configura la medici n que realizar ver figura 3 Para ello el usuario informa al VI a trav s de los controles correspondientes el intervalo de muestreo que desea emplear para la adquisici n2. de los datos as como la cantidad de muestras a promediar una vez alcanzado el equilibrio de los potenciales En esta misma secci n como puede observarse en la figura 3 el usuario indica la tabla de adiciones que desea utilizar Esto se realiza de manera autom tica indicando la direcci n de un fichero previamente elaborado o insertando directamente los valores en la tabla de adiciones El VI procesa dicha tabla para graficar el logaritmo de la actividad contra el promedio de los potenciales correspondientes en cada momento al ia fe dae Figura 3 Panel frontal del instrumento virtual para la configuraci n de la medici n En la figura 4 se presenta el dise o de la secci n del panel frontal donde se muestran los indicadores gr ficos del sistema En el primer indicador gr fico se muestra la variaci n del potencial del electrodo en el tiempo al variar la concentraci n de la soluci n En el otro indicador gr fico se muestra el valor medio del potencial cuando este ha alcanzado un valor estacionario despu s de un cambio de concentraci n actividad en la celda de medici n en funci n del valor correspondiente del logaritmo de la concentraci n actividad El instrumento virtual ofrece tambi n la posibilidad de avisar al usuario mediante sonido que ya est listo el sistema para un nuevo cambio de concentraci n Para evitar errores involuntarios tambi n se indica al usuario la adici n que corresponde realizar pa
3. AUTOMATIZACION DE MEDICIONES PARA EL ESTUDIO Y CARACTERIZACI N DE ELECTRODOS SELECTIVOS DE IONES Lya Velazco Molina Olimpia Arias de Fuentes Instituto de Materiales y Reactivos Universidad de La Habana Zapata y G Vedado C Habana Cuba lya Ormre oc uh cu varias Ofisica uh cu ABSTRACT En este trabajo se llev a cabo la automatizaci n de las mediciones requeridas para el estudio y caracterizaci n de sensores qu micos del tipo Electrodos Selectivos de Tones Se desarrollaron varios programas para la adquisici n tratamiento almacenamiento y procesamiento de la informaci n de los sensores para ser mostrada en pantalla en funci n de los intereses del usuario Los programas est n soportados en ambiente LabView El sistema est integrado por una PC acoplada a un pH metro Crison GLP 21 a trav s del puerto serie SR 232 El trabajo desarrollado permite la calibraci n y caracterizaci n de los sensores en un intervalo de tiempo menor con mayor reproducibilidad confiabilidad e introducci n m nima de errores y puede ser aplicado tanto en la investigaci n como en la docencia 1 INTRODUCCI N Los Electrodos Selectivos de Iones 1 2 son sensores electroqu micos basados en pel culas delgadas o membranas como elemento de reconocimiento ellos son equivalentes a una media celda electroqu mica Por ello los electrodos selectivos de iones tienen que ser usados conjuntamente con un electrodo de referencia para formar una ce
4. de Nernst 1 2 E ch S dog a Ir pnl Aiii mide ICE ie m Lira pr dico de iecit Figura 1 Curva t pica de calibraci n de un Electrodo Selectivo de Jones L mite de detecci n definido por la IUPAC como la actividad correspondiente al punto de intersecci n de la extrapolaci n de las rectas correspondientes a las dos partes de la curva de calibraci n tal y como se muestra en la figura 1 1 2 Tiempo de respuesta el cual de acuerdo a las m s recientes recomendaciones de la IUPAC es definido como el tiempo transcurrido a partir de un cambio en la concentraci n en la soluci n de trabajo y la obtenci n de un valor estacionario en el potencial de la celda o que este haya alcanzado el 90 de su valor final 1 2 Usualmente estas determinaciones se realizan de forma manual lo cual conlleva a un enorme tiempo de trabajo y a la introducci n de errores frecuentes inherentes al propio m todo manual de trabajo Por ello es evidente que el empleo de un sistema automatizado de medici n y adquisici n de los datos y su correspondiente tratamiento facilitar a la obtenci n en un menor intervalo de tiempo con mayor reproducibilidad confiabilidad y facilidad estos par metros Por otra parte un sistema completamente automatizado requiere de interfases de un costo elevado lo cual no resulta muchas veces asequible a nuestros laboratorios Por ello en este trabajo se expone una iniciativa que hemos desarrollado de for
5. lda electroqu mica completa Para el estudio y caracterizaci n de Electrodos Selectivos de lones es rutinaria la determinaci n de la diferencia de potencial entre el electrodo a caracterizar y uno de referencia ambos sumergidos en la soluci n de trabajo a fin de poder trazar las correspondientes curvas de calibraci n o curvas de respuesta del Electrodo Selectivo de lones a partir de las cuales pueden extraerse una serie de par metros importantes de caracterizaci n Con el empleo de una serie de soluciones de concentraciones conocidas esta curva puede ser determinada graficando en el eje de las ordenadas los valores de potencial obtenidos y en el eje de las abscisas los correspondientes valores del logaritmo de la concentraci n actividad del ion a determinar Este potencial generalmente var a seg n la Ley de Nernst es decir con el log de la actividad del ion a medir Una curva t pica de calibraci n de un Electrodo Selectivo de lones puede observarse en la figura 1 Para la realizaci n de una adecuada caracterizaci n se requiere de la toma de una gran cantidad de datos por per odos de tiempo largos a fin de determinar par metros tales como Pendiente Nernstiana cuyo valor de acuerdo a la ecuaci n te rica definida por Nernst debe de ser de 59 16 z mV dec a 298 K siendo z la carga del ion a medir 1 2 Rango de respuesta lineal definido como el rango de concentraciones para el cual el electrodo cumple con la Ley
6. ma exitosa y que proporciona una soluci n r pida y econ mica a esta problem tica basada en la automatizaci n de las tareas de transmisi n almacenamiento y procesamiento de los datos enviados por los pH metros con que ya cont bamos en el laboratorio de forma tal que nos permita una r pida evaluaci n de los sensores con un m nimo de errores de una manera m s confiable y reproducible El pH metro Crison GLP 21 cuenta con la posibilidad del env o de los datos a la computadora a trav s del puerto serie RS232 3 pero si bien los fabricantes ofrecen algunos programas de comunicaci n entre el equipo y la PC estos no brindan posibilidades de procesamiento autom tico ni la especificidad que se requiere por los usuarios para aplicaciones determinadas Otra ventaja para nuestro laboratorio del sistema dise ado es la posibilidad de su aplicaci n docente Dado que s lo contamos con un pH metro de este tipo mediante este sistema es posible a trav s de la red local lograr que diferentes estudiantes cada uno desde su puesto de trabajo tengan la posibilidad de estudiar y seguir el comportamiento de la curva de calibraci n y la respuesta del electrodo en cuesti n en tiempo real En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el desarrollo de un programa espec fico para la realizaci n de tareas de transmisi n almacenamiento y procesamiento de los datos enviados por el pH metro de aplicaci n en la caracterizaci n
7. ra alcanzar el nuevo valor de concentraci n Al terminar cada sesi n de trabajo en varios ficheros previamente identificados por el usuario en el momento de la configuraci n queda almacenada la toma de los datos as como los par metros de inter s procesados Los ficheros obtenidos adem s se encuentran en un formato que puede ser entendido por otros programas de trabajo que se emplean habitualmente en el procesamiento de datos como el Origin el Excel y otros En la figura 4 se observa una medici n en tiempo real de un Electrodo Selectivo de lones para la determinaci n de plomo de los que se desarrollan y estudian en nuestro laboratorio la F Mi sciam r AAA z m z E Aj BAA rean NA e a Figura 4 Secci n gr fica del panel frontal del instrumento virtual 4 CONCLUSIONES A partir de este trabajo se ha logrado de forma exitosa la automatizaci n de las mediciones requeridas para el estudio y caracterizaci n de sensores qu micos del tipo Electrodos Selectivos de lones a partir del empleo de un software basado en ambiente LabView Con ello se logr una mayor rapidez confiabilidad y reproducibilidad de los estudios realizados El programa desarrollado es aplicable tanto en la investigaci n como en la docencia de nuestro laboratorio 5 REFERENCIAS 1 IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition 1997 http www 1upac org publications compendium index ht ml Disponible en Internet Con
8. sulta 22 04 2004 2 Buck R P and Lindner E Recommendations for nomenclature of ion selective electrodes IUPAC Recommendations Pure and Applied Chem 66 2527 2536 1994 3 pH metros GLP 21 22 Manual del usuario Crison Instruments S A Barcelona Espa a 4 LabVIEW Tutorial Ed November 2001
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