15/03/2010. Definición:

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1 ph 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. 1

2 ph? El resultado de una medición de ph viene determinado por una consideración entre el número de protones (iones H+) y el número de iones hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de iones hidroxilo, el agua es 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. 2

3 Concentraciones pequeñas Fracciones muy Concentración pequeñas Escala logaritmica Su expresión viene dada por el logaritmo de la inversa de la concentración del ion H expresada en moles por litro. Expresión: ph = 1 log [ H + ] Señalemos que el agua pura neutra tiene una concentración de ion hidrogeno 10-7 moles por litro. Luego el ph será: ph 1 log = 7 [10 ] = 7 3

4 Escala Logaritmica El 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 esmuypreciso Cambio de color en un experimento químico de laboratorio. Mucho mas preciso No sirve para determinación de modo continuo. 4

5 Métodos de determinación del ph Mas exáctos y versátiles: Electrodo de vidrio Transistor ISFET (Ion Sensitive Field Effect Transistor). Electrodo de Vidrio 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 hidrógeno. 5

6 Electrodo de Vidrio En la parte interna de esta membrana se encuentra 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 se desarrolla un potencial relacionado directamente con la concentración del ion hidrogeno del liquido. Electrodo de Referencia Es 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. 6

7 Electrodo de Referencia El 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. Este electrolito pasa a la solución muestra a través de una unión liquida. Potenciales: E1: Potencial entre el electrodo metálico interior y 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 superficie de la membrana de cristal que es constante gracias a la estabilidad de la solución tampón y de la membrana de cristal. 7

8 Potenciales E4: Caída de potencial a través de la membrana que 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 (ph) de la solución ensayada. E6: Caída de potencial a través de la solución ensayada que se considera despreciable. Potenciales E7: Representa el potencial de la unión liquida entre 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 referencia y la solución de CIK que puede considerarse constante si dicha solución no esta contaminada. 8

9 La ecuación de Nernst La f.e.m. E5, desarrollada en el electrodo de referencia es: E = RT ln [ H + ]exterior al electrodo = - RT ph F [ H + ] interior en el electrodo F en la que: E = Potencial R = Constante t de los gases perfectos F = Número de Faraday T = Temperatura absoluta [ H + ] = Concentración de iones hidrogeno Medición: La 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. 9

10 Dificultades: Recubrimiento 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 la solución interna del electrodo de referencia. Temperatura La 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. 10

11 Circuito de medición Ajuste: Los accesorios requeridos para la calibración del instrumento utilizan una solución tampón para ph 7, con la cual se corrige el cero, y otra solución tampón para ph 4, si se quiere medir una solución ácida y otra solución tampón para ph 10, si la solución a medir es básica. 11

12 Productos y su ph: ph producto 14 Hidróxido de sodio 11 amoniaco 8.3 levadura en polvo 7.4 sangre humana 7.0 agua pura 6.6 leche tomates 4.0 vino 3.0 manzanas 2.0 zumo de limón 0 ácido clorhídrico 12

La palabra ph es la abreviatura de "pondus Hydrogenium". Esto significa literalmente el peso del hidrógeno.

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