Electrodo selectivo de iones

Un electrodo selectivo de iones (ISE por sus sigla en inglés), también denominado electrodo para iones epecíficos (SIE), es un transductor (o sensor) que convierte la actividad de un ión específico disuelto en una solución en un potencial eléctrico, el cual se puede medir con un voltímetro o PH-metro. Teóricamente el voltaje depende del logaritmo de la actividad iónica, de acuerdo con la ecuación de Nernst. La parte sensora del electrodo es por lo general una membrana específica para el ión, junto con un electrodo de referencia. Los electrodos selectivos de iones son utilizados en investigaciones en el ámbito de la bioquímica y biofísica, donde es preciso conocer las concentraciones iónicas en una solución acuosa, por lo general en tiempo real.

Existen cuatro tipos de membranas selectivas de iones que se utilizan en electrodos selectivos de iones (ISEs): vidrio, estado sólido, líquidas, y de electrodos compuestos.

Las membranas de vidrio se fabrican con un tipo de vidrio para intercambio de iones (silicato o anfígeno). Este tipo de ISE tiene una buena selectividad, pero solo para algunos cationes con cargas simples; principalmente H⁺, Na⁺, y Ag⁺. El vidrio de anfígeno también posee selectividad para iones de metal con cargas dobles, tales como Pb²⁺, y Cd²⁺. La membrana de vidrio posee una excelente durabilidad química y puede funcionar en medios muy agresivos. Un ejemplo muy común de este tipo de electrodo es el electrodo de pH de vidrio.

Las membranas cristalinas se fabrican como mono- o policristalinas de una única substancia. Poseen una buena selectividad, porque solo iones que logran penetrar en la estructura cristalina pueden interferir con la respuesta del electrodo. La selectividad de membranas cristalinas puede ser tanto para catión y anión de la substancia que forma la membrana. Un ejemplo es el electrodo selectivo de fluoruro basado en cristales de LaF₃.

Las resinas de intercambio iónico se basan en membranas orgánicas especiales de polímero que contienen un substancia específica de intercambio de iones (resina). Este es el tipo más difundido de electrodo selectivo de iones. El uso de resinas específicas permite preparar electrodos selectivos para decenas de iones diferentes, tanto con un solo átomo como con varios átomos. Además son los electrodos más populares y difundidos con selectividad aniónica. Sin embargo, este tipo de electrodos poseen una baja durabilidad química y física lo que resulta en una vida útil corta. Por ejemplo el electrodo selectivo de potasio basado en valinomicina como agente de intercambio iónico.