La medición de pH es fundamental en análisis químicos, industriales y de laboratorio. El equipo responsable de esta medición es el pHmetro, también conocido como potenciómetro. En este artículo, abordamos los fundamentos teóricos de la escala de pH y pOH, la base electroquímica del funcionamiento del pHmetro digital y cómo calibrar un phmetro correctamente para mediciones precisas.
Potencial hidrogeniónico (pH) es, por definición, la medida de la concentración de cationes H⁺ o H₃O⁺ presentes en el medio, indicando acidez.
Potencial hidroxiliónico (pOH) es la escala utilizada para expresar la concentración molar de los iones OH⁻ presentes en el medio, indicando alcalinidad.
Disociación del agua
Por la disociación del agua, tenemos:
2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻
Kw (producto iónico del agua) = [H⁺] [OH⁻]
Ka – constante de disociación ácida
Kb – constante de disociación básica
Partiendo de la reacción de equilibrio ácido-base:
Partiendo de la reacción de equilibrio ácido-base:
pH = -log [H⁺], donde [H⁺] es la concentración molar de cationes hidrógeno.
pOH = -log [OH⁻], donde [OH⁻] es la concentración molar de aniones hidróxidos.
Como el logaritmo utilizado en el cálculo del pH es de base 10, la expresión es logarítmica decimal.
pH + pOH = -log (Kw)
Para agua pura a 25 °C:
Kw = [H⁺] . [OH⁻] = 10⁻¹⁴
La reacción de disociación del agua es endotérmica (ΔH > 0), es decir, absorbe calor. Temperaturas más altas favorecen la reacción directa, aumentando el valor de Kw exponencialmente.
Algunas sustancias distribuidas a lo largo de la escala de pH:
El pHmetro digital realiza la lectura de pequeños voltajes producidos en milivoltios (mV) mediante la diferencia de potencial electroquímico generada entre el electrodo indicador y el electrodo de referencia.
El cálculo del valor de pH se realiza con base en la Ecuación de Nernst:
Donde:
El slope representa la sensibilidad del electrodo y varía directamente con la temperatura.
La pendiente viene dada por el Factor de Nernst.
El valor teórico a 25 °C es aproximadamente.
59,16 mV por unidad de pH.
La compensación automática de temperatura ajusta el factor de Nernst según la temperatura real de la muestra, garantizando mayor precisión en la medición con el phmetro digital.
Durante la calibración, el pHmetro aplica la Ecuación de Nernst utilizando soluciones tampón estándar para definir la recta de medición.
La medición de pH es un parámetro fundamental en diversos procesos científicos, industriales y ambientales. Por ello, el pHmetro digital o de sobremesa es ampliamente utilizado en laboratorios de investigación, control de calidad y monitoreo ambiental.
Entre las principales aplicaciones del pHmetro se encuentran:
Análisis químicos de laboratorio
En laboratorios académicos y de investigación, el pHmetro se utiliza para monitorear el pH de soluciones, preparar reactivos y garantizar la precisión de experimentos químicos y bioquímicos.
Industria alimentaria y de bebidas
El control de pH es esencial para garantizar la calidad, el sabor, la estabilidad y la seguridad microbiológica en productos como bebidas, lácteos, fermentaciones y alimentos procesados.
Tratamiento de agua y efluentes
Esta es una de las aplicaciones más comunes del equipo. El monitoreo del pH permite evaluar la calidad del agua y garantizar que los parámetros estén dentro de las normas ambientales.
Industria farmacéutica y cosmética
En la producción de medicamentos, cosméticos y productos de higiene, el control del pH es indispensable para garantizar la estabilidad química, eficacia y seguridad de las formulaciones.
Control de procesos industriales
Diversos procesos químicos dependen de un control riguroso de pH para mantener la eficiencia de la reacción y la calidad del producto final.
Debido a su precisión y confiabilidad, el pHmetro se ha convertido en un instrumento indispensable para garantizar la repetibilidad y la estandarización de los análisis de laboratorio.
La Quimis ofrece una línea completa de pHmetros de sobremesa, digitales y portátiles, equipados con calibración multipunto y compensación automática de temperatura (ATC), garantizando mediciones precisas, rápidas y confiables.
Conozca los modelos disponibles.
pHmetro de Sobremesa – Q400N
El Q400N es un pHmetro de sobremesa indicado para análisis de laboratorio en general, posee una operación sencilla, siendo ampliamente utilizado en laboratorios de enseñanza, investigación y control de calidad.
El Q400AS es un equipo robusto y confiable, diseñado para mediciones precisas de pH en diversas aplicaciones de laboratorio.
El Q400MT combina precisión y funcionalidad, siendo ideal para rutinas de laboratorio que exigen mediciones rápidas, confiables y procesos registrables vía software.
pHmetro y Conductivímetro de Sobremesa Q402M
El Q402M es un pHmetro versátil desarrollado para proporcionar mediciones confiables tanto de pH como de conductividad.
Titulador de pH semiautomático Q799
El Q799 es un equipo diseñado para ayudar y optimizar la rutina de laboratorio en procesos que exigen el ajuste del pH de una solución, proporcionando mayor precisión, repetibilidad y productividad a los análisis y al control de procesos.
pHmetro de Bolsillo – Q400P
El Q400P es un pHmetro portátil desarrollado para mediciones en campo, ofreciendo practicidad sin renunciar a la precisión.
pHmetro portátil Q400HM
El Q400HM es un pHmetro portátil, con todas las características de calidad de un aparato de sobremesa.
El pHmetro es un instrumento esencial para la medición precisa de la acidez o alcalinidad de soluciones en diferentes áreas de la ciencia y de la industria. Su funcionamiento basado en electrodos sensibles a los iones hidrógeno permite obtener resultados confiables y reproducibles cuando el equipo se utiliza y calibra correctamente.
Para garantizar mediciones precisas, es fundamental realizar la calibración periódica con soluciones tampón adecuadas, además de mantener el electrodo limpio y almacenado correctamente. Estos cuidados aseguran la confiabilidad de los análisis y prolongan la vida útil del equipo.
Ya sea en laboratorios de investigación, control de calidad industrial o monitoreo ambiental, el uso correcto del pHmetro contribuye directamente a la precisión de los resultados analíticos y a la seguridad de los procesos.
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