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El pH


El concepto de pH (potencial de hidrógeno) es una forma práctica de cuantificar la acidez o la alcalinidad de una solución acuosa (en agua). La definición exacta del término es compleja desde el punto de vista matemático y se sale del interés de este artículo. Simplificando el asunto, basta con saber que:

1.- El pH es más bajo, cuando en la disolución crece la concentración de iones hidronio (H3O+) y tiene carácter más ácido.

2.- El pH es más alto, cuando en la disolución baja la concentración de iones hidronio (H3O+) y tiene carácter más alcalino.

La determinación del pH de las soluciones acuosas y por extensión a otras disoluciones, es muy importante en las ciencias, especialmente en la medicina, la agricultura, la biología, la química y otras.

El rango típico de variación de pH está entre 0 y 14. Aquellas que tienen el pH= 7 se les considera neutras (no son ni ácidas ni acalinas), si el valor del pH es menor que 7 la solución es ácida y si es más de 7 la solución es alcalina. El agua pura a 25°C tiene un pH= 7, es decir es neutra.

Si disolvemos un ácido en agua, el pH baja y la solución se hace ácida, pero si disolvemos un álcali sucede lo contrario, el pH sube y la solución es alcalina.

El valor particular del pH indica la "fuerza" ácida o básica de la disolución en uno u otro sentido, por ejemplo, un pH=3 obtenido de una disolución, indica que es mucho mas ácida que otra que reporte un pH=5. El pH no es una medida proporcional a la cantidad de iones hidronio en la solución, un cambio en una unidad de pH significa un cambio diez veces mayor en la cantidad de iones hidrónio en la solución.

La determinación exacta del pH es cosa de laboratorios, en aparatos llamados pH-metros en los cuales se mide la diferencia de potencial (voltage), de forma muy precisa, entre dos electodos especiales introducidos en la disolución. Pero en la práctica, cualquiera de nosotros puede hacer determinaciones de pH, con suficiente aproximación para la mayor parte de las aplicaciones, con medios simples o aparatos relativamente baratos y al alcance de todos.

Utilización de indicadores

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Figura 1. Tiras de papel indicador.
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Figura 2. Simple pH-metro portátil con escala
digital para medios acuosos.


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Figura 3. pH-metro de jardín.

Un método simple para estimar con alguna exactitud el pH de una solución es utilizando ciertas sustancias, las que agregadas a la disolución la hacen cambiar de color. Estas sustancias se conocen como indicadores de pH.

Existen en el mercado tiras de papel impregnados con estos indicadores, los que, cuando se mojan con la disolución a probar, manifiestan un color que se puede comparar con un patrón de colores para estimar el pH.

Observe la figura 1, en ella se representa una libreta típica de tiras de papel indicador o también llamadas de papel tornasol o de papel pH.

Para operar, se separa una de las tiras de papel y se moja con la disolición a la que se le quiere determinar el pH. La tira tomará un color y este se compara con un patrón de colores que está en el interior de la portada de la libreta. De la comparación se puede determinar el pH con bastante aproximación.

Utilización de aparatos portátiles.

También en el mercado existen ciertos dispositivos portátiles que permiten con más o menos exactitud determinar el pH de soluciones o medios. Estos aparatos en algunos casos están especializados en la determinación de pH para aplicaciones particulares, como por ejemplo, el pH del suelo. En general están constituídos por un milivoltímetro calibarado a valores de pH, acoplado a dos electrodos especiales, estos electrodos se introducen en el medio a medir y se obtiene la magnitud, directamente por un aguja indicadora, o en una pantalla digital. Algunos son sin pilas y miden directamente el voltaje generado por la pareja de electrodos al introducirse en el medio, pero otros tienen pilas y sistemas mas complejos y precisos de medición.

Hay muchos dispositivos diferentes, desde algunos bastante caros y precisos para aplicaciones industriales de precisión, hasta otros muy simples con una medición muy basta para la medición del pH del suelo en su jardín (figura 3).

En los aparatos de precisión resulta indispensable hacer su calibaración con cierta frecuencia utilizando soluciones patrones que se compran en el mercado. Estas soluciones patrón generalmente son del tipo tampón (ver mas abajo) y se fabrican con muy exacto valor del pH. Para calibrar el instrumento lo mas común es que se introduzca su parte sensora en la solución y a través de un tornillo de regulación se haga coincidir el valor de la escala con el de la solución patrón utilizada.

Hay soluciones de calibración de muchos valores diferentes y es muy bueno usar una, cuyo valor de pH esté cerca del rango que usted espera medir, por ejemplo si va a medir el pH del agua de riego proveniente de un pozo, y esta debe ser casi neutra, lo mejor es calibrar el instrumento con un patrón de pH = 7 o cercano.

Es importante lavar con agua destilada la parte sensora (donde están los electrodos) una vez terminada la medición y antes de guardar el aparato a fin de evitar su deterioro.

Soluciones reguladoras o tampón

Una solución tampón, reguladora, o amortiguadora es aquella que mantiene el pH casi fijo aunque se le agreguen cantidades apreciables de ácidos y álcalis. Hay muchas soluciones tampón y, de hecho, están presentes en el interior de los seres vivos para mantener el pH de los líquidos internos dentro de rangos muy estrechos y así garantizar los procesos fisiológicos con normalidad. Un clásico tampón para ácidos es la solución de bicarbonato de sodio.



Un tratamiento mas detallado del pH aquí.