pH y cómo medirlo

Conocer el valor de pH de una solución o fluido es muy importante para muchas tareas químicas y analíticas y su medición determina cualquier medición de seguimiento.

Realizar una medición del pH a menudo parece trivial, razón por la cual las mediciones del pH a menudo no se cuestionan.  Pero para que una medición de pH sea útil se debe prestar mucha atención a los detalles de la medición.  Para realizar una medición de pH adecuada y evitar errores primero debes estar familiarizado con los conceptos básicos de la medición de pH.

Las preguntas elementales son:

¿Qué define el valor del pH?

¿Cómo mido el valor del pH?

¿Dónde y por qué se realizan las mediciones de pH?

¿Qué significa el valor de pH de una medición de pH?

La molécula de agua tiene la propiedad de disociarse en dos componentes iónicos en soluciones acuosas.

H2O <-> H+ + OH-

El ion H+ se denomina ion hidrógeno o protón, el ion OH- ion hidróxido.

El valor de pH describe la actividad de los iones de hidrógeno en soluciones acuosas, normalmente en una escala de 0 a 14  Según esta escala de pH, los líquidos se caracterizan por ser ácidos, alcalinos o neutros: una solución que no es ni ácida ni alcalina es neutra  Esto corresponde a un valor de 7 en la escala de pH.  La acidez indica una mayor actividad de los iones de hidrógeno y un valor de medición del pH inferior al 7  Las soluciones alcalinas se caracterizan por una menor actividad de iones de hidrógeno o una mayor actividad de iones de hidróxido, respectivamente, y un valor de medición del pH superior 7 

La escala de pH es logarítmica.  Una diferencia de uno medición del pH La unidad representa un aumento o reducción de diez veces, o diez veces, de la actividad del ion hidrógeno en la solución.  Esto explica cómo la agresividad de una solución aumenta con la distancia desde el punto neutral.

Una de las claves para entender las mediciones de pH es el término "actividad", debido a que la actividad depende de la temperatura, no es lo mismo que la concentración de la solución  La actividad, a, se define como el producto del coeficiente de actividad, y, que siempre es menor que 1, y la concentración real, c, del compuesto en cuestión (a=y * c).

La actividad es la concentración efectiva de un compuesto químico, o más precisamente de sus partículas en la solución.  En una solución real, la actividad es constantemente menor que la concentración real.  Esto es cierto porque sólo en una solución ideal (infinitamente diluida) las partículas de soluto no se afectan entre sí.  En este caso están separados porque hay muchas moléculas del disolvente entre ellos.  La diferencia entre actividad y concentración se hace evidente en soluciones reales de iones, porque los iones interactúan entre sí como resultado de su carga eléctrica.  Para describir o calcular las características de una solución con la mayor exactitud posible, se debe utilizar la actividad y no la concentración en la ley de acción de masas.