Practica No6

Potenciometro (pH-metro)

Importancia de determinar el pH de las sustancias

El pH (potencial Hidrogeno) es una forma convencional de expresar mediante una escala numrica, el grado de acidez, alcalinidad, o neutralidad de una sustancia cualquiera.

ElpHse refiere a la concentracin de iones de Hidrogeno (H+) los cuales determinan el grado de acidez y basicidad de una solucin.

El ndice de la escala de pH es muy importante en procesos qumicos, biolgicos, industriales y en general en la vida cotidiana, por ejemplo la diferencia entre la lluvia normal y la lluvia cida slo se expresa a travs de la escala del pH.

ElpHno slo sirve como ndice del grado de contaminacin del agua de lluvia o como diagnstico para una enfermedad corporal, al medir el pH de la orina o de la sangre, tambin permite indicar el grado de contaminacin de un terreno y la disponibilidad de los elementos en una solucin nutritiva enhidropona.

La funcin delpHen la hidropona est directamente relacionada con lasolucin nutritiva, es decir tener disponibles los elementos facilitando su absorcin evitando el estrs o desgaste alcultivo, debemos recordar que es un ser vivo lo que significa que se alimenta este proceso lo hace desde la raz en donde toma los elementos necesarios y/o disponibles, para llevarlos hasta las hojas en donde son digeridos y asimilados por la planta este proceso se afecta cuando, elpHno es el idneo con esto nos referimos si es alto (bsico) o bajo (acido) lo que implica un desgaste para la planta tratando de tomar losnutrientesbajando su calidad como rendimiento.

El pH de una solucin puede medirse de distintas maneras y con distintos instrumentos como:

Papel indicador o tornasol:Un mtodo de bajo costo y exactitud, al menos comparada con los dems instrumentos. El papel est impregnado con indicador universal que al introducirse en a solucin a analizar cambia de color, ese color debe compararse en un diagrama de colores para obtener el valor aproximado de pH.

Uso de sustancias qumicas (naranja de metileno y fenolftalena):Las sustancias qumicas adquieren un color distinto a cada valor diferente de pH. Por esa razn estas sustancias se agregan a las soluciones de pH desconocido para luego compararlas con soluciones estndar de pH conocido que tambin han sido afectadas por este indicador.

pH-metro:Un sensor que internamente realiza una medida de la diferencia de potencial entre dos electrodos, uno de referencia y otro de medida (externo). Obteniendo un preciso valor de diferencia de potencial.

En la mayora de los procesos industriales el control de los niveles de pH que presentan los productos o soluciones elaborados es un factor importante. Su medicin se emplea normalmente como indicador de calidad, por lo que su regulacin no puede ni debe pasar desapercibida, por ejemplo, en la Industria Alimentaria para las bebidas, gaseosas, cervezas, yogurt, embutidos, salsas, mermeladas, etc., en la Farmacutica para jarabes y medicamentos, en la Industria Cosmtica para controlar el nivel de pH de los productos que tendrn contacto con la piel y para el tratamiento de aguas residuales.

En lo que respecta a la Industria Alimentaria, la importancia que tiene evitar la contaminacin es indiscutible, siempre se debe garantizar que el producto final se encuentre libre de microorganismos que puedan intervenir en la calidad y causar dao en la salud del consumidor. Es por ello que se debe revisar el valor del pH de los productos, pues este puede aumentar su tiempo de conservacin. En la eliminacin de los agentes patgenos indeseados se utilizan bactericidas, que tardan en eliminar los microorganismos, la concentracin inica del hidrgeno afecta a esos microorganismos y tambin a la accin de los bactericidas, por lo tanto el ndice de pH influye de forma directa en el control aplicado para evitar la activacin de microorganismos y de bacterias. Algunas de las ramas de la Industria Alimenticia en las que la medicin del pH es fundamental en los procesos son:

Industria Lctea:El pH es un indicador de la conservacin higinica de la leche en todo el proceso, desde la recoleccin hasta la entrega. El valor de pH adecuado debe ser de 6.8, si fuese menor, estara indicando una posible infeccin en el ganado y mientras ese valor disminuye el riesgo aumenta. Durante la conservacin, el pH es determinante para predecir si hay contaminacin por amoniaco cuando este se usa para conservar el frio en la refrigeracin.Para usar la leche en quesos, el valor del pH debe encontrarse entre 6.1 y 6.5. En la elaboracin de los quesos y en su maduracin es importante que el pH este entre los valores de 4.1 a 5.3 para que disminuya la velocidad de crecimiento de los agentes patgenos. En el caso del yogurt la refrigeracin debe iniciarse con la condicin de que el pH alcance valores entre 4.4 y 4.6. Cuando se agrega fruta al yogurt, sta debe ser del mismo nivel de pH.

Industria Cervecera:El control de nivel de pH en la produccin de la cerveza es muy importante para poder evitar la activacin de agentes indeseados, pero sobre todo para obtener el sabor caracterstico de cada cerveza, un valor de pH menor a 4.2 produce acidez y un valor a 4.5 provoca activacin de microorganismos.

Industria de Bebidas Gasificadas:Las bebidas gasificadas contienen conservadores, acidulantes, edulcorantes y agua potable, un mnimo de 6g/L de anhdrido carbnico. Por lo general presentan un valor de pH bajo entre 3 y 4, convirtindose entonces en un medio desfavorable para el desarrollo de microorganismos. El agua empleada para su fabricacin no puede salirse de los lmites de pH entre 6.5 y 9.5 para as conservarse.

Industria Azucarera:La importancia en esta industria con la medicin del pH es bsicamente por la contaminacin de agentes y se realiza durante todo el proceso de fabricacin, sobre todo la clarificacin donde se elimina la mayor cantidad de impurezas que posee el jugo de caa. Dentro de este proceso existen subprocesos donde tambin se deben vigilar los niveles de pH, la alcalinizacin que consiste en agregar cal al jugo de caa para que la sacarosa no se convierta en miel, controlando el nivel de pH hasta 7.

Qu es pH?

La sigla significa potencial hidrgeno, potencial de hidrgeno o potencial dehidrogeniones. ElpHes una medida deacidezoalcalinidadde unadisolucin. El pH indica la concentracin de ioneshidronio[H3O]+presentes en determinadas disoluciones.

ElpHindica el grado de acidez o basicidad de una solucin, ste se mide por la concentracin del in hidrgeno; los valores de pH estn comprendidos en una escala de 0 a 14, el valor medio es 7; el cual corresponde a solucin neutra por ejemplo agua, los valores que se encuentran por debajo de 7 indican soluciones cidas y valores por encima de 7 corresponde a soluciones bsicas o alcalinas.Debido a que el pH indica la medida de la concentracin del in hidronio en una solucin, se puede afirmar entonces, que a mayor valor del pH, menor concentracin de hidrgeno y menor acidez de la solucin.

El pH es una medida utilizada por la qumica para evaluar la acidez o alcalinidad de una sustancia por lo general en su estado lquido (tambin se puede utilizar para gases). Se entiende por acidez la capacidad de una sustancia para aportar a una disolucin acuosa iones de hidrgeno, hidrogeniones (H*) al medio. La alcalinidad o base aporta hidroxilo OH-al medio. Por lo tanto, el pH mide la concentracin de iones de hidrgeno de una sustancia, a pesar de que hay muchas definiciones al respecto.

Como cualquier medida, el pH posee una escala propia que indica con exactitud un valor. sta es una tabla que va del nmero cero al catorce, siendo de esta manera el siete el nmero del medio. Si el pH es de cero a seis, la solucin es considerada cida; por el contrario, si el pH es de ocho a catorce, la solucin se considera alcalina. Si la sustancia es ms cida, ms cerca del cero estar; y entre ms alcalina el resultado ser ms cerca del catorce. Si la solucin posee un pH siete, es considerada neutra. Sin embargo el pH siete neutro se limita con seguridad, tan slo a las soluciones acuosas, pues las que no son, si no estn a una temperatura y presin normal, el valor de la neutralidad puede variar.

Hay distintas formas de medir el pH de una sustancia. La ms sencilla es sumergir un papel indicador o tornasol en la solucin durante varios segundos y ste cambiar de color segn si es cida (color rosa) o alcalina (color azul). Este mtodo no es tan preciso como otros, pues indica ambiguamente qu tan cida o qu tan alcalina es la sustancia, pese a la evolucin que han experimentado los papeles en cuanto a su exactitud. Otra desventaja que presentan los papeles tornasol es que no pueden ser utilizados para ciertas sustancias, como por ejemplo, aquellas que son muy coloreadas o turbias.

La manera ms exacta para la medicin del pH, es utilizando un pHmetro y dos electrodos, uno de referencia y otro de cristal. Un pHmetro es un voltmetro que junto con los electrodos, al ser sumergidos en una sustancia, generan una corriente elctrica. Esta corriente elctrica depender de la concentracin de iones de hidrgeno que presente la solucin. El pHmetro mide la diferencia de potencial entre el electrodo de referencia (plata) y el de cristal que es sensible a los iones de hidrgeno. Para obtener con exactitud el pH de una sustancia, se debe calibrar el pH con soluciones de valores de pH llamadasbufferque resisten los cambios experimentados por el pH y tiene un valor de pH especfico.

Tiras reactivas

Los papeles de pH estn infundidos, o saturados, con indicadores de pH, o ms frecuentemente con una mezcla de indicadores. Se usan para examinar la alcalinidad o la acidez de una solucin o una sustancia como la tierra.Los papeles de pH normalmente se venden en forma de tiras. Estas tiras de papel (o a veces trozos de tela) cambian de color cuando entran en contacto con el material o la solucin que est siendo examinada. Para usarlo, lo sumerges en el material o la solucin, esperas el nmero de segundos indicados en las instrucciones, retiras el papel y comparas el cambio de color con una escala. Esta te dir si la sustancia es cida o alcalina, y en qu grado. Los indicadores infundidos en el papel son predominantemente cidos dbiles. Esto cidos reaccionan cambiando de color cuando encuentran sustancias con cierto valor de pH. Por ejemplo, el tornasol, que es un indicador natural, cambia a rojo cuando est en contacto con una sustancia cida y se torna azul con materiales alcalinos. Frecuentemente, los indicadores se mezclan para crear algo llamado indicador universal, el cual puede cambiar a diferentes colores para indicar una amplia gama de acidez, normalmente desde pH 2 hasta 10. La mayora de las tiras de papel para pH estn impregnadas con indicadores universales.

Los indicadores universales comerciales son variaciones de la frmulaoriginalpropuesta por Yamada en la revista Chemical Abstracts en1923.

Indicador Universal de Yamada:

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Azul de Timol(0.025g): Compuesto orgnico, slido quebradizo verde que indicapH en un rango de 1.2 a 2.8

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Rojo de Metilo (0.06g): Es un slido cristalino rojo, que indica pH de 4.2 a 6.3

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Azul de Boromotimol(0.3g): Es una disolucin cuyo principal objetivo es medir pHcercanos a la neutralidad, en un rango que va del 6 al 7.6

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Fenolftalena(0.5g): Disolucin incolora que permite determinar pHbsicos, en unrango de 8.2en adelante, tornndose rosa intenso

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Neutralizar la disolucin con NaOH 0.05M y diluirla a 1000mLcon agua destiladaCon el tiempo se haperfeccionado la frmula de Yamada hasta lograr unadeteccin ms amplia y precisa de la escala de pH,adems, se puede adquirir ensolucin, en tiras reactivas y gracias a su capacidad de serdisuelto en medios densostiene gran utilidad en laproduccin de medios de cultivo bacteriolgico.

Papel tornasol

El papel tornasol es un tipo de papel pH que muestra si una solucin es cida o alcalina. Por convencin, el papel tornasol azul se volver rojo en las soluciones cidas, mientras que el papel tornasol rojo permanecer rojo en una solucin cida (y se volver azul si se expone a algo alcalino). El papel tornasol no puede determinar cun cida es una solucin alcalina; slo puede indicar si una solucin es de hecho cida o bsica.

Tiras de pH de clasificacin 1-14

Las tiras de pH de clasificacin 1-14 indican si una solucin es cida o bsica en la escala completa de pH. Cuando se mojan en la solucin, las tiras toman uno de varios colores. Un cuadro de color adjunto permite que el observador luego determine cun cida o alcalina es una solucin. Los cidos ms dbiles estarn ms cercanos al 7, mientras que los cidos ms fuertes estarn ms cerca del 0. Debido a que la escala de pH es logartmica, una solucin con un pH de 2 en realidad es 10 veces ms cida que una solucin con un pH de 3, 100 veces ms cida que una solucin con un pH4, y 1000 veces ms cida que una solucin con un pH de 5. Aunque el papel pH no puede distinguir entre cidos especficos, los observadores podran ser capaces de obtener una idea educada comparando lecturas de pH con las fuerzas estndar de cidos comunes. Por ejemplo, los cidos fuertes como el vinagre y el jugo de limn resultarn en lecturas de pH entre 0 y 2,5. Si una solucin es alcalina, el papel pH de clasificacin 1-14 tambin lo indicar.

Tiras de pH slo cido

Adems de las tiras de pH que muestran la escala completa de pH de 1-14, las tiras de pH tambin pueden ser diseadas slo para indicar cidos. Estas tiras de pH pueden ser tiles debido a que pueden ser ms precisas para determinar la acidez de una solucin. En lugar de slo indicar el pH de una solucin en incrementos de 1, las tiras de slo cido tpicamente muestran la acidez de una solucin en incrementos de 0,5 o menos. Esta mayor precisin puede ayudar a los observadores a sealar la acidez de una solucin ms precisamente. Las soluciones alcalinas no generarn un cambio en las tiras de pH slo cido.

Potencimetro

ElpH-metroes un sensor utilizado en el mtodo electroqumico para medir elpHde unadisolucin.

La determinacin de pH consiste en medir el potencial que se desarrolla a travs de una finamembranadevidrioque separa dossolucionescon diferente concentracin deprotones. En consecuencia se conoce muy bien la sensibilidad y la selectividad de las membranas de vidrio delante el pH.

Una celda para la medida de pH consiste en un par deelectrodos, uno de calomel (mercurio, cloruro de mercurio) y otro de vidrio, sumergidos en la disolucin de la que queremos medir el pH.

La varita de soporte del electrodo es de vidrio comn y no esconductor, mientras que el bulbo sensible, que es el extremo sensible del electrodo, est formado por unvidrio polarizable(vidrio sensible de pH).

Se llena el bulbo con la solucin decido clorhdrico0.1Msaturadoconcloruro de plata. Elvoltajeen el interior del bulbo es constante, porque se mantiene su pH constante (pH 7) de manera que ladiferencia de potencialsolo depende del pH del medio externo.

El alambre que se sumerge al interior (normalmenteAg/AgCl) permite conducir este potencial hasta un amplificador.

Mantenimiento

El electrodo de vidrio es relativamente inmune a las interferencias del color, turbidez, material coloidal, cloro libre,oxidanteyreductor.

La medida se afecta cuando la superficie de la membrana de vidrio est sucia congrasao material orgnico insoluble en agua, que le impide hacer contacto con la muestra, por lo tanto, se recomienda la limpieza escrupulosa de los electrodos.

Los electrodos tienen que ser enjuagados conagua destiladaentre muestras. No se tienen que secar con un trapo, porque se podran cargar electrostticamente. Luego se deben colocar suavemente sobre un papel, sin pelusa, para quitar el exceso de agua.

Calibrado

Como los electrodos de vidrio de pH mesuran la concentracin deH+ relativa a sus referencias, tienen que ser calibrados peridicamente para asegurar la precisin. Por eso se utilizanbuffersde calibraje (disoluciones reguladoras de pH conocido). que sirve para leer sustancias.

Precauciones

El electrodo debe mantenerse hmedo siempre para evitar daos al mismo.

Se recomienda que se guarde en una solucin de 4M KCl; o en un buffer de solucin de pH 4 o 7.

No se debe guardar el electrodo en agua destilada, porque eso causara que losionesresbalaran por el bulbo de vidrio y el electrodo se volvera intil; se calibra mediante soluciones estandarizadas.

Errores que afectan a las mediciones de pH con electrodo de vidrio[editar]

ErrorAlcalino: Los electrodos de vidrio ordinarios se vuelven sensibles a los materiales alcalinos con valor de pH mayores a 9.

Errorcido: El electrodo de vidrio tpico exhibe un error, de signo opuesto al error alcalino, en soluciones de pH menor de aproximadamente 0,5. Como consecuencia, las lecturas del pH tienden a ser demasiado elevadas en esta regin. La magnitud del error depende de una variedad de factores y generalmente no es muy reproducible. Las causas del error cido no se comprenden bien.

Deshidratacin: Resultados falsos.

Temperatura: La medicin de pH varia con la temperatura, esta variacin puede compensarse.

Normas especficas segn la muestra

Jugo de naranja

NMX-F-118-1984. ALIMENTOS PARA HUMANOS. BEBIDAS NO ALCOHLICAS JUGO DE NARANJA ENVASADO. NORMAS MEXICANAS. DIRECCIN GENERAL DE NORMAS.

Establece un pH de 3 a 4.

Jugo de limn

NORMA GENERAL DEL CODEX PARA

ZUMOS (JUGOS) Y NCTARES DE FRUTAS

(CODEX STAN 247-2005)

Establece un pH de 2.3.

Jugo de mango

NMX-F-057-S-1980, NCTAR DE MANGO. NORMA MEXICANA. DIRECCIN GENERAL DE NORMAS. (ESTA NORMA CANCELA LA NMX-F-057-1970).

Establece un pH de 3.5 a 4.0.

Jugo de uva

NMX-F-044-1983. ALIMENTOS PARA HUMANOS. FRUTAS Y DERIVADOS. JUGO DE UVA. NORMAS MEXICANAS. DIRECCIN GENERAL DE NORMAS.

Establece un pH de 3.5 a 4.0.

Bibliografa:

http://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=34

http://www.quiminet.com/articulos/medicion-del-ph-en-la-industria-alimentaria-3814617.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/PH

http://quimica1general1.blogspot.mx/2008/06/el-qumico-dans-slp-stirensen.html

http://www.misrespuestas.com/que-es-el-ph.html

http://marcelabastiano.com.ar/ph.htm

http://www.ehowenespanol.com/papel-ph-como_108040/

http://www.ehowenespanol.com/indica-tiras-prueba-ph-lista_334495/

https://es.scribd.com/doc/134488211/Indicador-Universal

http://es.wikipedia.org/wiki/PH-metro

http://www.colpos.mx/bancodenormas/nmexicanas/NMX-F-118-1984.PDF

https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CBwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.codexalimentarius.org%2Fdownload%2Fstandards%2F10154%2FCXS_247s.pdf&ei=RLo6VZmmEoHEsAWeh4HIBQ&usg=AFQjCNG-R2vBbFL0i48KJxBwbzJZ_RRH1A&bvm=bv.91665533,d.cGU

http://www.colpos.mx/bancodenormas/nmexicanas/NMX-F-057-S-1980.PDF

http://www.colpos.mx/bancodenormas/nmexicanas/NMX-F-044-1983.PDF