pH

De Wikipedia, la enciclopedia libre
(Redirigido desde «Ph»)
Saltar a: navegación, búsqueda
El pH en fase acuosa en la vida cotidiana:[cita requerida]
Sustancia pH aproximado
0
Drenaje minero ácido (DMA)
<1,0
Ácido de una batería
<1,0
Ácido gástrico
2,0
Jugo de limón
2,4 - 2,6
Bebida de cola[1]
2,5
Vinagre
2,5 - 2,9
Jugo de naranja o de manzana
3,5
Cerveza
4,5
Café
5,0
5,5
Lluvia ácida
< 5,6
Leche
6,5
Agua
7,0
Saliva
6,5 – 7,4
Sangre
7,38 – 7,42
Agua de mar
8,0
Jabón
9,0 a 10,0
11,5
Lejía
13
14,0

El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidrógeno [H]+ presentes en determinadas disoluciones.[2]

La sigla significa: potencial hidrógeno o potencial de hidrogeniones (pondus hydrogenii o potentia hydrogenii; del latín pondus, n. = peso; potentia, f. = potencia; hydrogenium,n. =hidrógeno). Este término fue acuñado por el bioquímico danés S. P. L. Sørensen (1868-1939), quien lo definió en 1909 como el opuesto del logaritmo en base 10 o el logaritmo negativo, de la actividad de los iones hidrógeno. Esto es:

Esta expresión es útil para disoluciones que no tienen comportamientos ideales, disoluciones no diluidas. En vez de utilizar la concentración de iones hidrógeno, se emplea la actividad (a), que representa la concentración efectiva.

El término "pH" se ha utilizado universalmente por lo práctico que resulta para evitar el manejo de cifras largas y complejas. En disoluciones diluidas, en lugar de utilizar la actividad del ion hidrógeno, se le puede aproximar empleando la concentración molar del ion hidrógeno.

Por ejemplo, una concentración de [H3O+] = 1×10−7 M, lo que equivale a: 0.0000001 M y que finalmente es un pH de 7, ya que pH = –log[10−7] = 7.

En disolución acuosa, la escala de pH varía, típicamente, de 0 a 14. Son ácidas las disoluciones con pH menores que 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones hidrógeno en la disolución). Por otro lado, las disoluciones alcalinas tienen un pH superior a 7. La disolución se considera neutra cuando su pH es igual a 7, por ejemplo el agua.

Definición[editar]

Reacción de autoionización del agua

El pH se define como el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones hidrógeno:

Se considera que p es un operador logarítmico sobre la concentración de una disolución p = –log[...]. También se define el pOH, como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidróxido. pOH = –log [OH-].

Puesto que el agua está adulterada en una pequeña extensión en iones [OH] y [H3O+], se tiene:

K (constante)w (water; agua) = [H3O+]·[OH] = 10–14, donde [H3O+] es la concentración de iones hidrogeno, [OH] la de iones hidroxilo, y Kw es una constante conocida como producto iónico del agua, que vale 10−14.

Por lo tanto,

log Kw = log [H+] + log [OH]
–14 = log [H+] + log [OH]
14 = –log [H+] – log [OH]
pH + pOH = 14

Por lo que se pueden relacionar directamente los valores del pH y del pOH.

En disoluciones no acuosas o fuera de condiciones normales de presión y temperatura, un pH de 7 puede no ser el neutro. El pH al cual la disolución es neutra está relacionado con la constante de disociación del disolvente en el que se trabaje.

Medición del pH[editar]

Dependiendo del pH del suelo, la hortensia (Hydrangea) puede poseer flores rosas o azules. En suelos ácidos (pH < 7) las flores son azules; en suelos básicos (pH > 7) son rosas.[3]
pH-metro. Instrumento para medir el pH de las disoluciones.

El valor del pH se puede medir de forma precisa mediante un potenciómetro, también conocido como pH-metro (/pe achímetro/ o /pe ache metro/), un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos: un electrodo de referencia (generalmente de plata/cloruro de plata) y un electrodo de vidrio que es sensible al ion de hidrógeno.

El pH de una disolución se puede medir también de manera aproximada empleando indicadores: ácidos o bases débiles que presentan diferente color según el pH. Generalmente se emplea un papel indicador, que consiste en papel impregnado con una mezcla de indicadores cualitativos para la determinación del pH. El indicador más conocido es el papel de litmus o papel tornasol. Otros indicadores usuales son la fenolftaleína y el naranja de metilo.

  • A pesar de que muchos potenciómetros tienen escalas con valores que van desde 1 hasta 14, los valores de pH también pueden ser menores que 1 o mayores que 14. Por ejemplo el ácido de las baterías de automóviles tienen valores de pH menores que uno. Por contraste, el hidróxido de sodio 1 M varía de 13.5 a 14.
  • A 25 °C, un pH igual a 7 es neutro, uno menor que 7 es ácido, y si es mayor que 7 es básico. A distintas temperaturas, el valor de pH neutro puede variar debido a la constante de equilibrio del agua: Kw.

La determinación del pH es uno de los procedimientos analíticos más importantes y más utilizados en química y bioquímica. El pH determina muchas características notables de la estructura y de la actividad de las moléculas, por lo tanto, del comportamiento de células y organismos.

El pH que es medido en el laboratorio, generalmente no es el mismo que el calculado mediante la ecuación: pH = –log[H+], porque el valor numérico de la concentración de iones hidrógeno, no es igual al valor de su actividad, excepto, para las disoluciones diluidas.

Disoluciones amortiguadoras[editar]

Inyección intravenosa. Las inyecciones contienen disoluciones reguladoras para mantener el pH del cuerpo humano, cuando se realiza una reacción química.

Diversas reacciones químicas que se generan en disolución acuosa necesitan que el pH del sistema se mantenga constante, para evitar que ocurran otras reacciones no deseadas. Las disoluciones reguladoras, amortiguadoras o búfer, son capaces de mantener la acidez o basicidad de un sistema dentro de un intervalo reducido de pH.

Estas disoluciones contienen como especies predominantes, un par ácido/base conjugado en concentraciones apreciables. La capacidad reguladora que posea la disolución depende de la cantidad presente del ácido débil y su base débil conjugada, mientras mayor sea esta cantidad, mayor será la efectividad de dicha disolución. El que sean ácidos y bases débiles significa que actúan como electrólitos débiles, en pocas palabras, no se ionizan por completo en agua. La reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Generalmente en las reacciones acuosas ácido-base se generan agua y una sal.

El organismo dispone de tres recursos para mantener el pH en valores compatibles con la vida:

  1. Amortiguadores (disoluciones búfer).
  2. Regulación pulmonar de la pCO2: presión parcial de gas carbónico de un medio gaseoso (aire) o líquido (sangre). Normalmente es de 40 mm de Hg en el aire alveolar (paCO2) y en la sangre arterial (paCO2), y de 45 a 48 mm de Hg en la sangre venosa mezclada (pvCO2). La pCO2 de la sangre mide el CO2 disuelto en el plasma sanguíneo.[4]
  3. Reabsorción y excreción renal de bicarbonato y excreción de ácidos.[5]

Las variaciones de pH en nuestro organismo pueden modificar ciertos procesos fisiológicos, tal es el caso de la reacción enzimática. Cada enzima de nuestro cuerpo tiene un intervalo de pH, que comúnmente se le conoce como "pH óptimo", en el cual la enzima desarrolla su máxima actividad. Si esta se encuentra en condiciones fuera del pH óptimo, puede reducir su velocidad de activación, modificar su estructura, o lo que es peor, dejar de funcionar.[6]

Algo más cotidiano para nosotros son las inyecciones. Los fluidos que se emplean para preparar específicamente las inyecciones intravenosas, incluyen un sistema amortiguador para que la sangre mantenga su pH. Con todo esto se refleja la importancia de las disoluciones amortiguadoras, ya que sin estas, todas las reacciones químicas de los organismos, no podrían realizarse de manera eficaz.

pH de algunas sustancias[editar]

pH de algunas sustancias
Sustancia pH aproximado
Jugo de limón 2.4
Piel Humana 5.5
Leche 6.5
Sangre 7.35-7.45
Detergente 10.5

Para obtener un indicador orgánico se puede utilizar col morada siguiendo estos pasos:

  1. Cortar la col en tiras.
  2. En un mortero colocar la col morada y molerla.
  3. Colocar alcohol en la disolución.
  4. Filtrar la sustancia con un filtro de papel.
  5. Colocar sustancias en varios recipientes: bicarbonato de sodio, limón, pomelo, vinagre, agua o limpiador de horno.
  6. Agregar en cada recipiente el indicador.

Si los resultados son los siguientes se extrajo el indicador con éxito:

pH obtenido mediante indicador orgánico
Sustancia Color de la disolución Clasificación ácido/base
Vinagre Rosa Ácida
Bicarbonato de Sodio Verde Base
Jugo de toronja Fucsia Ácida
Alcohol Verde azulado Base
Limpiador de horno Amarillo Base
Jugo de limón Fucsia Ácida
Agua Violeta Neutra

El pH en las piscinas[editar]

La calidad del agua en una piscina depende directamente del pH, si no se le da mantenimiento puede provocar enfermedades.

El pH se relaciona mucho con la calidad del agua en las piscinas. Esto es así porque el cloro solo hace efecto si el pH del agua de la piscina está entre 6.5 y 8. Si el pH del agua es superior a 8 o inferior a 6.5, por más cloro que se añada este no actuará. Por ello es importante vigilar que el pH esté siempre entre 6.5 y 8. Esta previsión es clave para asegurar que la piscina permanezca en buen estado. Un pH de agua demasiado elevado (superior a 8) produce agua turbia, incrustaciones e irritación de ojos, orejas, nariz y garganta.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Referencia vacía (ayuda)  sur le site de l’académie d’Orléans-Tours - referencia incorrecta o link roto
  2. López, Raymond Chang, Kenneth A. Goldsby ; revisión técnica, Rodolfo Álvarez Manzo, Silvia Ponce (2013). Química (11a. ed. edición). México; Madrid [etc.]: MacGraw-Hill. ISBN 978-607-15-0928-4. 
  3. Hydrangea - HGIC @ Clemson University (en inglés)
  4. http://www.portalesmedicos.com/diccionario_medico/index.php/PCO2
  5. «pH Neutro». México: Investigación realizada por la Dirección Médica de Esteripharma. pp. 2 y 3. Consultado el 11 de julio de 2011. 
  6. Rubio, Stuart Ira Fox ; traducción, José Luis Agud Aparicio, revisión, Virginia Inclán (2008). Fisiología humana (10a ed. edición). Madrid: McGraw-Hill. ISBN 978-84-481-6173-6. 

Enlaces externos[editar]