Determinación del pH: métodos y clasificación

Ácido vs.Base

¿Has pensado alguna vez en lo que está pasando dentro de tu estómago? Por ejemplo, cuando come algo, ¿qué le sucede una vez que llega a su estómago? La forma en que su cuerpo toma los alimentos que ingiere y los procesa en energía útil y sustancias que necesita es asombroso. Es posible que no se dé cuenta de que el interior de su estómago es muy ácido. Tanto es así, que el ácido que produce para la descomposición de los alimentos es capaz de quitar la pintura de un automóvil.

La acidez , que es la concentración de ácido, o la basicidad , que es la concentración de base, de una solución se cuantifica mediante lo que se conoce como pH. El valor específico del pH nos dice mucho sobre las cantidades relativas de ácido o base que están presentes en una solución dada. El punto central de esta lección es cómo se puede determinar este valor de pH mediante varias técnicas de medición en el laboratorio de química. Nuestros principales métodos para determinar el pH incluyen discusiones sobre conductímetros, medidores de pH, indicadores en solución y finalmente reacciones con metales activos como magnesio y zinc. ¡Quitemos un poco de pintura!

¿Qué es el pH?

Antes de hablar sobre cómo se mide el pH, analicemos brevemente qué significan los valores de pH. El pH es en realidad una abreviatura de «potencial de hidrógeno». Es un valor numérico asignado a una solución que nos dice qué tan ácida o básica es esa solución. La escala de pH varía de 0 a 14; Los valores de pH inferiores a 7 se definen como ácidos, mientras que los valores de pH superiores a 7 se definen como básicos. Se dice que un pH perfecto en 7 es neutro y no es ácido ni básico.

Métodos de determinación del pH

Ahora que sabemos qué es el pH y tenemos una idea de sus valores numéricos, analicemos los diversos métodos e instrumentos disponibles para medir el pH de una solución.

1. Medidores de conductividad

Un conductímetro es un instrumento que detecta la presencia de corriente eléctrica dentro de una solución. Por definición, los ácidos liberan iones de hidrógeno en solución y las bases liberan iones de hidróxido (-OH). Ambas especies poseen una carga eléctrica, y el trabajo del medidor de conductividad no solo detecta la carga, sino que también calcula la concentración relativa de los iones. Al conocer la concentración, el instrumento puede calcular el pH de la solución.

2. pHmetro

Otra forma en que los químicos determinan el pH de una solución es usando un medidor de pH. Un medidor de pH es muy similar a un medidor de conductividad. Sin embargo, el medidor de pH busca y detecta específicamente la concentración de iones de hidrógeno dentro de una solución. Por lo general, un medidor de pH debe calibrarse para garantizar su precisión, y esto generalmente se hace utilizando una solución estándar cuyo pH exacto se conoce. El medidor se establece en ese valor específico y luego se determinan los valores de pH desconocidos en referencia al estándar.

3. Indicadores de pH

¿Qué pasa si no necesariamente necesitamos saber el valor numérico exacto del pH de una solución, sino solo si es ácido o básico? Un indicador de pH es un compuesto que, dependiendo de la naturaleza del entorno de la solución en el que se encuentra, hace que la solución tenga diferentes colores. Por ejemplo, el naranja de metilo es un compuesto orgánico que convierte la solución en diferentes colores según el pH.

Si el pH es muy ácido (valores de pH inferiores a 2), el color será un rojo brillante y vibrante. Pero si la solución es solo débilmente ácida y el pH es de alrededor de 5, el color de la solución se volverá amarillo o dorado.

4. Metales activos para determinar el pH

Si, una vez más, simplemente queremos una idea cualitativa de la acidez de una solución, utilizar una fuente de metal, como zinc o magnesio, nos proporcionará esa información. Resulta que la solubilidad de un metal puede verse afectada drásticamente por el pH de la solución. Por ejemplo, en soluciones en las que el pH es neutro o casi neutro, el zinc metálico es insoluble. Cuando el pH se vuelve fuertemente básico (valores de 11 o más), el zinc se disolverá y formará un compuesto con agua llamado hidróxido de zinc.

El zinc también se disolverá en condiciones ácidas y producirá gas hidrógeno (la solución burbujeará) como producto de reacción. Entonces, dependiendo de lo que le suceda al metal cuando se coloca en una solución, podemos determinar cuál podría ser el pH.

Resumen de la lección

Revisemos. En esta lección, aprendimos primero que la acidez , que es la concentración de ácido, o la basicidad , que es la concentración de base, de una solución se cuantifica mediante lo que se conoce como pH. También aprendimos que el pH , que significa «potencial de hidrógeno», es un valor numérico asignado a una solución que nos dice qué tan ácida o básica es una solución. La escala de pH varía de 0 a 14, y los valores de pH inferiores a 7 son ácidos, mientras que los valores de pH superiores a 7 son básicos. Los métodos para determinar el pH incluyen:

• Los medidores de conductividad detectan especies cargadas como iones de hidrógeno e iones de hidróxido y calculan la concentración relativa de ellos. Al conocer la concentración, el instrumento puede calcular el pH.
• Los medidores de pH miden el pH buscando y detectando específicamente la concentración de iones de hidrógeno dentro de una solución.
• Los indicadores de pH son similares a los medidores y, dependiendo de la naturaleza del entorno de la solución en el que se encuentra, harán que el color de la solución sea de diferentes colores. Por ejemplo, el naranja de metilo es un compuesto orgánico que convierte una solución en diferentes colores según el pH.
• Los metales activos proporcionan una idea cualitativa de qué tipo de acidez de una solución al usar una fuente de metal como zinc o magnesio.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador