Puede ser raro para alguién que trabaja en
la industria metalmecánica encargarse de analizar mediciones de PH, pero a
veces es necesario. El PH es una medida para evaluar muchos fluídos en la
industria como el líquido de corte, agua de proceso, baños electrolíticos, ad
nauseam....
¿Qué es el PH?
El PH es una medida de la actividad de los iones hidrogeno.
Química elemental, un ión es un atomo que
ha perdido o ganado electrones, es decir que se ha vuelto más positivo o más
negativo.
En otras palabras:
El agua normal es
Cuando llega un ión de hidrogeno se pega al
agua formando hidronio, esta molécula se ha vuelo más positiva (o sea es un
catión)
H3O+
Aquí tenemos al hidronio (conózcalo usted):
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| Hidronio, también llamado oxonio (fuente: wikipedia) |
El hidronio vive de prisa y muere joven,
casi inmediatamente es consumido (solvatado) por las moléculas del agua. Hay
otras sustancias que son mejores productores de hidronios que el agua pura, por
ejemplo los ácidos…
Bien, la cantidad de hidronios en el agua
es una indicación de la acidez o alcalinidad. Para medir la concentración
del hidronios en el agua se utiliza el
concepto de “concentración molar” (no confundir con los dientes). No entraremos en detalles de la concentración
molar. En este momento baste saber que nos define cuantos hidronios hay.
debido a que la concentración es un número muy pequeño:
Por ejemplo:
El agua tiene,
a temperatura de 21 , una concentración de [H3O+] = 1 × 10−7 M
(0,0000001) o sea simplemente un pH de 7, ya que pH = –log[10−7] = 7
La cantidad de
iones de hidrogeno esta para diferentes sustancias esta indicada en la
siguiente gráfica:
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| Sustancias y su ph (fuente: wikipedia) |
Entonces, un PH 7 es neutro, menor a 7
ácido y mayor a 7 alcalino.
Sin duda se puede encontrar una gran
información en la web, pero se pueden resumir en dos tipos:
a) Indicadores (colorímetros “tornasol”)
b) Indicadores (Titulación; tritación)
c) Por eléctrodo.
a) Indicadores (colorímetros “tornasol”)
b) Indicadores (Titulación; tritación)
c) Por eléctrodo.
a) Indicadores (colorímetros “tornasol”)
El primer método consiste sencillamente en un papel con una sustancia que cambia de color de acuerdo al ph de la solución: |
| papel tornasol (fuente: wikipedia) |
Este método no es muy preciso y está sujeto
a cierta subjetividad.
b) Titulación
La titulación es un método de “análisis volumétrico”. Cunando hay una reacción química y se cambia el PH, las moléculas de la nueva sustancia pueden dispersar la luz de diferente manera. En
palabras más profanas, cambia de color cuando cambia de PH. Este principio se basa en que todas las moleculas dispersan la luz de acuerdo a su tamaño, como la clorofila, que dispersa las ondas de luz de entre 500 y 600 nanómetros, o sea los colores verdes.
En base a lo anterior se pueden agregar ciertas sustancias que al reaccionar con los acidos o las bases cambian de color
Más allá del valor del PH esta técnica permite determinar la cantidad desconocida de un reactivo conocido. En el caso del agua, la alcalinidad se puede deber a varios tipos de sales, con el método de titulación es posible determinar la alcalinidad debidaa una sal específica. Este método precisa el uso de un PH-metro para resultados más precisos. (nota: hay otros tipos de titulaciones, esta solo es para el tema que estamos tratando)
En base a lo anterior se pueden agregar ciertas sustancias que al reaccionar con los acidos o las bases cambian de color
Más allá del valor del PH esta técnica permite determinar la cantidad desconocida de un reactivo conocido. En el caso del agua, la alcalinidad se puede deber a varios tipos de sales, con el método de titulación es posible determinar la alcalinidad debidaa una sal específica. Este método precisa el uso de un PH-metro para resultados más precisos. (nota: hay otros tipos de titulaciones, esta solo es para el tema que estamos tratando)
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| Titulación (fuente: wikipedia) |
b) Electrodo (PH metro)
El tercer método es utilizar un eléctrodo, sencillamente ya se venden integrados como un PH-Metro. Este tipo de instrumetnos son más precisos que los anteriores y más fáciles de usar. |
| PH metro (fuente wikipedia) |
El principio es sencillo, los valores de potencial eléctico varían de acuerdo a la concentración de hidronios en la solución. Esto permite realizar una valoración entre el valor del electrodo de medición y el de referencia. El electrodo de referencia no varia su valor con la concentración y permite comparar el valor del eléctrodo de medición. El instrumento mide la diferencia de potenciales eléctricos y lo convierte a un valor de PH.
Los detalles de la construcción de los electródos de los PH-metros y de su calibración será parte del siguiente post.
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