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electrodo
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15/03/2010
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pHpH
Definición:
El pH es una medida de la acidez El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de una sustancia.Es un valor numérico que expresa la concentración de iones de hidrógeno (H+).El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número.
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pH ?El resultado de una medición depH viene determinado por unaconsideración entre el número deprotones (iones H+) y el númerode iones hidroxilo (OH-). Cuando
úel número de protones iguala alnúmero de iones hidroxilo, el aguaes neutra.
pH !Cuando el número de iones hidroxilo es mayor, la solución es básica, Cuando el número de protones es mayor, la solución es ácida.
La palabra pH es la abreviatura de "pondus Hydrogenium". Esto significa literalmente el peso del hidrógeno.
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Concentraciones pequeñasConcentración Fracciones muy
pequeñas
Su expresión viene dada por el logaritmo de la inversa de la
p q
Escala logaritmica
logaritmo de la inversa de la concentración del ion H expresada en moles por litro.
Expresión:1log=pH
][log +=
HpH
Señalemos que el agua pura neutra tiene una concentración de ion hidrogeno 10-7
moles por litro. Luego el pH será:p g p
7]10[
1log 7 == −pH
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Escala Logaritmica
El pH es un factor logarítmico; cuando unaEl pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá en dos unidades.Las medidas prácticas del pH se encuentran entre los valores 0 a 14.
Métodos de determinación del pH
Papel indicador del pH No es muy precisoPapel indicador del pH. No es muy preciso Cambio de color en un experimento químico de laboratorio. Mucho mas preciso
No sirve para determinación de modo continuocontinuo.
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Métodos de determinación del pH
Mas exáctos y versátiles:Mas exáctos y versátiles:
Electrodo de vidrio Transistor ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor).
Electrodo de Vidrio
La principal herramienta para hacer La principal herramienta para hacer las mediciones de pH es el electrodo de bombilla de vidrio
Tal vidrio tiene una composición especial, sensible a los iones
óhidrógeno.
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Electrodo de VidrioEn la parte interna de esta membrana se
óencuentra una solución de cloruro de potasio de pH constante dentro de la cual esta inmerso un hilo de plata recubierto de cloruro de plata.
Al introducir el electrodo en el liquido seAl introducir el electrodo en el liquido se desarrolla un potencial relacionado directamente con la concentración del ion hidrogeno del liquido.
Electrodo de Referencia
Es necesario disponer en la solución deEs necesario disponer en la solución de un segundo elemento o electrodo de referencia.
Aparte de cerrar cl circuito, suministra un potencial constante que sirve de referencia para medir el potencial variable del electrodo de vidrio.
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Electrodo de Referencia
El electrodo de referencia contiene unaEl electrodo de referencia contiene una célula interna formada por un hilo de plata recubierto con cloruro de plata en contacto con un electrolito de cloruro de potasio.
óEste electrolito pasa a la solución muestra a través de una unión liquida.
Potenciales:E1: Potencial entre el electrodo metálico interior
l l ió t ó d idy la solución tampón que puede considerarse constante para una temperatura dada. E2: Caída de potencial entre el electrodo interior y la cara interna de la membrana de cristal (despreciable).E3: Potencial entre solución tampón y superficieE3: Potencial entre solución tampón y superficie de la membrana de cristal que es constante gracias a la estabilidad de la solución tampón y de la membrana de cristal.
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PotencialesE4: Caída de potencial a través de la membrana que se mantiene constante mientras laque se mantiene constante mientras la membrana de cristal no sufra alteraciones de origen químico o mecánico.E5: Potencial entre superficie exterior de la membrana de cristal y la solución ensayada que varía con la concentración de iones hidrogeno ( H) d l l ió d(pH) de la solución ensayada.E6: Caída de potencial a través de la solución ensayada que se considera despreciable.
PotencialesE7: Representa el potencial de la unión liquida
t l l ió d l d f i Sentre la solución ensayada y la de referencia. Su valor es despreciable.E8: La caída de potencial dentro del electrodo de referencia es despreciable.E9: Potencial de contacto entre el electrodo de
f i l l ió d CIK dreferencia y la solución de CIK que puede considerarse constante si dicha solución no esta contaminada.
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La ecuación de NernstLa f.e.m. E5, desarrollada en el electrodo de
referencia es:referencia es:
E = RT ln [ H+ ]exterior al electrodo__ = - RT pHF [ H+ ] interior en el electrodo F
en la que:E = PotencialR C t t d l f tR = Constante de los gases perfectos F = Número de FaradayT = Temperatura absoluta[ H+ ] = Concentración de iones hidrogeno
Medición:
La medida del pH con el electrodo de vidrioLa medida del pH con el electrodo de vidrio se reduce a medir un potencial resultante entre los electrodos de E1-E9 con una resistencia interna considerable.
La tensión producida es de 58,2 mV por cada unidad de pH a 20 ºC.
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Dificultades:
Recubrimiento o abrasión de la membranaRecubrimiento o abrasión de la membrana del electrodo de vidrio.Soluciones no acuosas o de alta resistencia.Taponamiento o fallo mecánico de da unión del liquido en el electrodo de referencia.Entrada de la solución de ensayo dentro de laEntrada de la solución de ensayo dentro de la solución interna del electrodo de referencia.
Temperatura
La variación de temperatura influye en laLa variación de temperatura influye en la medida del pH. A pH constante alcanza los 0,2 mV por grado centígrado. Por ejemplo, pasa de 54,2 mV a 0 °C a 74 mV a 100 °C por unidad de pH.
Es necesario compensar la influencia de las variaciones de temperatura de la solución de ensayo.
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Circuito de medición
Ajuste:
Los accesorios requeridos para laLos accesorios requeridos para lacalibración del instrumento utilizan unasolución tampón para pH 7, con la cualse corrige el cero, y otra solucióntampón para pH 4, si se quiere mediruna solución ácida y otra soluciónuna solución ácida y otra solucióntampón para pH 10, si la solución amedir es básica.
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Productos y su pH:pH producto14 Hidróxido de sodio14 Hidróxido de sodio 11 amoniaco8.3 levadura en polvo7.4 sangre humana7.0 agua pura6.6 leche4 5 tomates4.5 tomates4.0 vino3.0 manzanas2.0 zumo de limón0 ácido clorhídrico
