POR QU ES IMPORTANTE EL pH?

El pH es una de las mediciones ms comunes de laboratorio porque muchosprocesos qumicos dependen del pH.

- La velocidad o el ritmo de las reacciones qumicas pueden ser alterados significativamente por el pH de la solucin. - La solubilidad de muchos agentes qumicos en solucin y su disponibilidadbiolgica dependen del pH.

La qumica fisiolgica de los organismos vivos tiene lmites muy especficosde pH.

Se ha probado en algn momento el pH de todo lo que usamos, es decir, en algn punto se efecta una medicin del pH del agua del grifo con la quenos cepillamos los dientes, el papel sobre el que escribimos, los alimentos que comemos o las medicinas que tomamos, por citar los ejemplos.

EL TRMINO pH

El trmino pH proviene de la combinacin de la letra p de la palabra Potencia y la letra H del smbolo del elemento hidrgeno. Juntas, estas letras significan la potencia o exponente del hidrgeno.

LA ECUACIN QUMICA PARA EL pH

El pH se define como el logaritmo decimal de la inversa de la actividad del hidrgeno, donde la actividad, a^, describe el ion libre de hidrgeno o la "concentracin efectiva" en presencia de otros iones.

PH = -log [H+ ] H+ = 10PH

El agua (H2O) se disocia en iones de hidrgeno (H+) e iones de hidrxido

(OH- ) en una solucin acuosa. Se usa la siguiente reaccin de equilibriopara describir el pH:

2H20 = H30+ + OH- o simplemente H20 = H+ + OH-

La constante de disociacin, Kw, :

Kw= [H+][OH-]=1.0x10-14 M a 25 C

APLICACIN PRCTICA DEL pH

El pH sirve como una forma prctica de comparar la acidez o la alcalinidad relativa de una solucin a una temperatura dada.

Como se mencion anteriormente, un pH de 7 describe una solucin neutraporque las actividades de los iones de hidrgeno e hidrxido son iguales.

Cuando el pH est por debajo de 7, la solucin se describe como cida porque la actividad del ion de ( H ) es mayor que la actividad del ion (OH)

En la prctica, las mediciones con electrodo de pH se efectan comparandolas lecturas en una muestra con las lecturas en las soluciones estndar cuyopH ha sido definido (Tampones") previamente.

Las mediciones con electrodo de pH pueden servir para detectar el punto final de titulacin que dar una indicacin de la acidez o la alcalinidad en trminos de la concentracin total, en lugar de darla entrminos de la actividad.

LA TEORA BSICA DEL ELECTRODO DE pH

Los electrodos de pH miden el pH de una solucin en forma potenciomtrica.

Una medicin potenciomtrica se basa en una seal elctrica.

La ecuacin de Nernst describe la conducta del electrodo:

Emedido = Eo + [2.3 RT/nF ] log [ h+ ]

Emedido : es el potencial medido del electrodo sensor; Eo : guarda relacin con el potencial del electrodo de referencia.(2.3 RT/nF) : es el factor Nernst y log [ h+ ] : es el pH.

El factor Nernst, 2.3 RT/nF, incluye la constante [R] de la Ley de Gases, la constante de Faraday (F), la temperatura en grados Kelvin (T) y la carga del ion (n).

Para el pH, donde n = 1, el factor Nernst es 2.3 RT/F. Dado que R y F son constantes, el factor y, por tanto, la conducta del electrodo depende de la T.

La pendiente del electrodo es una medida de la respuesta del electrodo al ionque se est detectando y equivale al factor Nernst. Cuando la temperatura es igual a 25C, el factor Nernst o pendiente es 59.16 mV/unidad de pH,

La mayora de los medidores de pH muestran la pendiente como un porcentaje del valor terico. Por ejemplo, una pendiente de 98.5% equivalea una pendiente de 58.27 mV/unidad de pH para una calibracin de dos puntos.

CMO SE REALIZAN LAS MEDICIONES DE PH La eleccin del mtodo depende de:

La velocidad deseada y la precisin requerida La gama de pH o de concentraciones de la muestra El tipo de muestra (seca o acuosa) La instrumentacin disponible Si la medicin se efecta en un laboratorio o en el campo

Componentes esencialesIndependientemente de las condiciones de la muestra, los componentesesenciales de un sistema de medicin de pH o un sistema selectivo demedicin de iones son:

1. Un electrodo sensor y un electrodo de referencia (sistema de semicelda)o un electrodo sensor con una referencia incorporada (sistema de combinacin)

2. Un dispositivo de lectura (medidor)

3. Una solucin que contenga el ion que se desea medir

Electrodo sensorCuando el electrodo entra en contacto con una muestra se desarrollaun potencial a travs de la superficie de la membrana sensora.

El potencial de la membrana vara con la concentracin del ion que seest midiendo. La magnitud del potencial en forma de tensin guarda relacin con la concentracin del ion.

Electrodo de referenciaEfectuar una medicin requiere un segundo potencial invariablepara compararlo con el potencial de la membrana sensora. A la unin entre la muestra y la solucin de relleno se le denominaunin de lquido a lquido.

Electrodos de combinacinLos electrodos de combinacin brindan la misma selectividad y respuestaque un sistema de semicelda. En muchos casos, un electrodo de combinacin proporciona un sistema optimizado para una aplicacin porque el sistema de referencia est diseado especficamente para unsolo elemento sensor.

Electrodos sensores

Se les clasifica segn la naturaleza del material de membrana usado para construir el electrodo.

Electrodo de vidrioElectrodo de estado slido

Dispositivo de lectura

Un medidor (potencimetro o voltmetro) sirve como el dispositivo de lecturapara indicar la diferencia de tensin del sistema de electrodos en milivoltios, pH o unidades de concentracin

Muestra La muestra o solucin estndar es el componente final del sistema.

Electrodo de membrana plsticaEste tipo de electrodo tiene un material de intercambio inico contenido en una membrana slida de plstico.

El ion captado por el sensor es intercambiado a travs de la membrana, creando el potencial.

Algunos electrodos vienen con un mdulo cambiable de membrana sensora para permitir que el usuario renueve fcilmente el electrodo.