Descripción matemática del desempeño electroanalítico de nanopartículas de derivados de níquel en la determinación cualitativa y cuantitativa de metanol

The mathematical description for the electroanalytical action of Ni-containing nanoparticles by quantitative and qualitative methanol determination

En este trabajo se desarrolló y se analizó, por medio de la teoría de estabilidad lineal y del análisis de bifurcaciones, el modelo matemático con que fue descrito el desempeño de nanopartículas de los derivados de níquel (solas y en compositos con el polímero conductor) en la determinación de metanol en el medio alcalino. Mediante el modelaje matemático, se derivaron las condiciones de estabilidad del estado estacionario, e inferidas las causas generales del comportamiento oscilatorio y monotónico. Los resultados del modelaje se compararon con los datos experimentales.

Introducción

La determinación cuantitativa de metanol es de interés relevante en los aspectos químicos de las industrias alimentaria, enzimática y del vino, bien como en investigaciones clínicas y forenses. Por ejemplo, el metanol es usado ilegalmente con mucha frecuencia en las bebidas alcohólicas falsificadas. El consumo de metanol lleva a la intoxicación, causada por la acumulación de metabolitos tóxicos, como formaldehído y ácido fórmico [1]. Otrosí, la oxidación electrocatalítica de metanol es el tema de investigación extensa con énfasis en la construcción de elementos de combustible [2]. Últimamente, estas investigaciones están envolviendo la electrooxidación de metanol en los valores altos de pH [3]. El uso del medio alcalino para la electrooxidación de metanol tiene sus ventajas, como mejor eficiencia y mayor escogencia de materiales de electrodos [4-8].

Sin embargo, para la electrooxidación de metanol sobre la mayoría de los electrodos no modificados es preciso aplicar el sobrevoltaje significante [9]; por eso se procuran los materiales efectivos capaces de disminuirlo y los compuestos de níquel, como materiales relativamente baratos, pueden ser usados para tal caso [10].

Los compuestos de níquel, principalmente sus óxidos e hidróxidos, son ampliamente investigados por causa de su posible aplicación en películas electrocrómicas, materiales ópticos, fotocatalizadores, etc. El uso de muestras recogidas depende de su composición, morfología y estructura; por ejemplo, las nanopartículas tienen mejores aplicaciones electrocatalíticas que las obtenidas en otro estado. Existen muchos reportes sobre la obtención de nanopartículas de compuestos de níquel [11-15], pero las metodologías que incluyen la transformación de polvo, con la dispersión, no dan partículas para su aplicación electroquímica. Entonces, la metodología de la electrodeposición de nanopartículas de níquel sobre un electrodo poroso o la confección de un revestimiento con su próxima oxidación es la mejor técnica.