¿Acidez o basicidad? ¿Cómo se mide el pH?

Previamente hemos dedicado un artículo a explicar, de una forma sencilla, de qué va eso del pH que nos cuelan las marcas y la publicidad. La entrada la tienes aquí, si tienes interés, y en ella mencionamos también de su importancia en el cuerpo, los alimentos y la dieta.

Pero dejamos al margen un punto importante, y es la propia medida. ¿Cómo determinamos el pH? Existen diferentes métodos con la finalidad de llevarnos hasta uno de los valores de la escala y, en definitiva, indicarnos si estamos en presencia de algo con carácter ácido o básico

El pH es, a grandes rasgos, una escala de valores. Una escala relacionada con la concentración de protones (cationes hidrógeno) en el medio o la sustancia que estamos midiendo. Su conversión a un valor de pH se hace a través del logaritmo negativo, según la expresión, pH= -log10[aH+], y gracias a dicho formalismo obtenemos un valor.

La escala cubre de 1 a 14 unidades, donde los valores más bajos son ácidos y los superiores serían las bases. De aquí nace eso de “acidez o basicidad”, “ácido o alcalino”. Hasta ahora todo muy bien, pero resulta que para determinar el valor de pH es necesario conocer el número de protones, ¿cierto? Y eso, obviamente, no se puede hacer a dedo.

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Tres disoluciones de diferentes pH medidos a través del indicador naranja de metilo

Por el momento no hemos hecho más que repasar rápidamente el artículo que citábamos al comienzo. Lo que nos interesa hoy es conocer las posibilidades que tiene la ciencia a mano para determinar ese número de cationes y acabar deduciendo si el vinagre, la lejía,  el café o el agua de nuestra piscina tienen un carácter más bien ácido o básico.

Imaginarás que, en la época en la que estamos, existe algún aparato que se encargue de ello. Y estás en lo cierto, hace tiempo que tenemos el pH-metro: un instrumento que facilita un valor por métodos electroquímicos. Nos encontramos con un sensor que posee dos electrodos, uno de referencia que nunca varía y otro de vidrio sensible a los protones del medio.

En el interior del pH-metro existe otra disolución de pH conocido que se utiliza como referencia. Al sumergir el alambre se establece un potencial a causa de la diferencia de acidez entre la disolución interna y la externa que se pretende medir. La pequeña corriente se convierte a un valor de pH gracias al medidor de voltaje, ¡y ya tenemos dato! Seguramente todo este “cacharreo” se vea algo mejor con una imagen de apoyo.

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Imagen de un pH-metro comercial junto a una descripción de los componentes del alambre

Se dice que este método instrumental proporciona una medida exacta del pH, aunque eso tiene sus matices. En primer lugar debe calibrarse (realizar una puesta a punto) periódicamente con unas soluciones preparadas para ello, llamadas buffers. Tras cada medida el electrodo debe limpiarse para no afectar a la siguiente. Además hay una serie de posibles errores en la medida, según la marca y modelo del instrumento, que dependen de la calidad del electrodo de vidrio o la temperatura.

Pero esta no es la única solución, y antes de las “maquinitas” ya había una forma de determinar la acidez. Hablamos de los indicadores de pH, unas sustancias químicas que agregadas en una mínima cantidad a una disolución permiten determinar visualmente el pH. Normalmente se observa a través de un cambio de color en la disolución, el cual está asociado a la concentración de protones del medio. ¿Por qué?

La sustancia indicador sufre un cambio en su estructura, como podría ser la reordenación de sus enlaces, por la pérdida o ganancia de protones. La variación de estructura obedece a un cambio de color. En consecuencia decimos que la concentración de protones provoca un equilibrio entre las dos formas químicas del indicador, existiendo un rango de pH en el cual vira la sustancia dando lugar a la coloración.

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Equilibrios que se establecen en la fenolftaleína, que hacen variar su color (FarnUpibi)

Consiste en una valoración ácido-base: sobre la disolución de la que se desconoce el pH se adicionan el indicador y se gotea otra solución (valorante) que varía la concentración de protones. Llegados a un punto se observa un leve cambio de color y se para la prueba. Se toma el volumen consumido de valorante y por cálculos se establece el valor de pH. Aunque se considera menos precisa, en manos de un experto puede ser muy fiable.

Finalmente podríamos citar el papel indicador, una cinta preparada con un indicador universal. Al arrojar una gota el indicador cambia a un color ligado a un valor de la escala, siendo un sistema bastante grosero para establecer una idea previa. Estos son diferentes sistemas, con sus ventajas, para establecer el pH de las sustancias que nos rodean.


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