ANÁLISIS DEL TRANSPORTE DE IONES ALCALINOS A TRAVÉS DE POROS EN MEMBRANAS USANDO MICROELECTRODOS DE NI MODIFICADOS Y MICROSCOPIA ELECTROQUÍMICA DE BARRIDO

Abstract

En este trabajo se presenta la construcción y aplicación de un microscopio electroquímico de barrido de construcción casera para investigar el transporte de masa a través de un poro en una membrana polimérica, empleando un sensor amperométrico a base de hexacianoferratos sensible a la detección de iones alcalinos. El equipo de Microscopía Electroquímica de Barrido (SECM por sus siglas en inglés) se construye mediante el uso de una tarjeta Arduino Mega 2560 y una serie de motores a pasos. El control de movimientos y la adquisición de datos experimentales, se lleva a cabo por medio de programas escritos en el lenguaje "G" del software comercial LabVIEW®. El equipo permite alcanzar una resolución lateral (x-y) y axial (z) en el orden de los micrómetros y su costo es reducido. La construcción del sensor se efectúa a partir del uso de un microelectrodo de níquel modificado con una película de hidróxido doble lamelar (HDL) de Ni\AI y la electrodepositación de una película de hexacianoferrato de níquel (NiHCF). Los resultados obtenidos muestran que se trata de un sensor estable, sensible, robusto y de rápida respuesta. Se reportan los datos de la capacidad de intercambio, estabilidad de la respuesta, micrografías de la superficie del microelectrodo una vez modificada, además de las curvas de aproximación y una comparación de la respuesta experimental y la predicha por un modelo de transporte iónico a través de la película de hexacianoferrrato propuesto y otros modelos reportados en la literatura. Mediante el uso del equipo de SECM y el sensor desarrollado se obtienen los perfiles de concentración del transporte de masa a través de un poro de una membrana polimérica de 25 ?m de diámetro. Se presenta una comparación de una línea de barrido de concentración vs. posición obtenida experimentalmente, con la predicción teórica hecha por la ecuación de Saito para el transporte de masa en un poro y las predicciones teóricas de los perfiles de concentración obtenidas por medio del software comercial COMSOL ®. En ambos casos, la ecuación de Saito y la predicción con COMSOL ®, los resultados muestran una buena correspondencia entre las predicciones teóricas y los datos obtenidos experimentalmente.