DETERMINACIÓN DE PH

TÍTULO

PH

I OBJETIVO

Determinar pH (acidez o alcalinidad) directo o en solución de una materia prima, granel o producto terminado.

II ALCANCE

Este método aplica a todas aquellas materias prima, graneles, semiprocesado, producto terminado, que sea necesario medir

el pH.

III RESPONSABILIDADES

Es responsabilidad del analista cumplir con el siguiente procedimiento.

IV GENERALIDADES

La escala de pH es una serie de números que expresa el grado de acidez (o alcalinidad) de una solución, en comparación

con la cantidad total de ácido o base de algún material previamente determinado, por medio de una titulación acidimétrica

(alcalimétrica).

Esta prueba se basa en la determinación de la actividad de iones hidrógeno, empleando un instrumento potenciométrico,

con sensibilidad para reproducir valores de pH de 0.05 unidades usando un electrodo indicador al ión hidrógeno como

electrodo de vidrio y un electrodo de referencia apropiado, tal como el de calomel o del de cloruro de plata-plata. El aparato

detecta el potencial en milivolts y en unidades de pH y en unidades de pH a través del par de electrodos.

El pH se define convencionalmente como el logaritmo negativo de la actividad del ion hidrógeno. Para las mediciones de pH,

se utiliza ampliamente el electrodo de vidrio, porque da una respuesta inmediata a los cambios rápidos de las

concentraciones de iones hidrógeno aún en soluciones poco reguladas. Como el mecanismo de este electrodo, no implica

un cambio de electrones, resulta ser el único electrodo sensible a los iones hidrógeno, el cual no perturban los agentes de

oxidación o de reducción. Los valores de pH, de las soluciones o suspensiones que son sólo parcialmente acuosas y que

pueden considerase solamente como “valores aparentes de pH” pueden medirse con un electrodo adecuado y normalizando

adecuadamente el medidor de pH.

Como los valores de pH dependen de la temperatura, las mediciones se efectúan a determinadas temperaturas constantes.

Las soluciones empleadas para determinar el pH se preparan con agua exenta de dióxido de carbono.

ESCALA DE pH

La diferencia de pH entre dos soluciones X y S a la misma temperatura, puede definirse para efectos prácticos de la

siguiente manera: la fuerza electromotriz Ex de la celda Pt[H2] solución X[3.5 mol/L KCl] electrodo de referencia y la fuerza

electromotriz. Es de la celda: Pt[H2] solución S[3.5 mol/L KCl] electrodo de referencia; midiendo ambas celdas a la misma

temperatura durante toda la operación. Los electrodos de referencia y las “soluciones puente” son iguales en las dos celdas.

El pH de la solución X expresado por pH(X) está entonces en relación con el pH de la solución S expresado por pH (S)

mediante la ecuación: pH(X) = pH(S) + (Ex – Es)/K, siendo K = 2.3026 RT/F, en la cual R es la constante de los gases, T es

la temperatura termodinámica (en °K) y F es la constante de Faraday. Así definida la cantidad pH es un número

adimensional. En la Tabla 53 se dan los valores numéricos del factor (K) 2.3046 RT/F a algunas temperaturas.

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS, PARA SER USADAS COMO PATRONES SECUNDARIOS

Las soluciones amortiguadoras (SA) se preparan, como se indica a continuación, y se emplean para la calibración del

aparato. El periodo máximo de uso de las soluciones amortiguadoras es de 3 meses, siempre que se almacenen en

recipientes de vidrio de borosilicato con tapón esmerilado. Se pueden usar soluciones preparadas por casas por casas

comerciales, bajo la responsabilidad del usuario, y con verificaciones, previas y posteriores, programadas.

Preparación:

SOLUCIÓN A. TETRAOXLATO POTASIO 0.05 M. Disolver 12.61 g de tetraoxalato de potasio dihidratado

[KH3(C2O4)2,2H2O] en agua hasta obtener 1000 mL.

SOLUCIÓN B. BIFTALATO DE POTSIO 0.05 M. Disolver 10.12 g de biftalato de potasio (KHC8H4O4) previamente secado a

110ºC durante 1 h, en agua hasta obtener 1000 mL

SOLUCIÓN C. FOSFATO EQUIMOLAL 0.05 M. Disolver 3.53 g de fosfato dibásico de sodio (Na2HPO4) y 3.39 g de fosfato

monobásico de potasio (KH2PO4), cada uno previamente secado a 120ºC durante 2 h en agua, hasta obtener 1000 mL.

SOLUCIÓN D. TETRABORATO DE SODIO 0.01 M. Disolver 3.80 g de tetraborato de sodio decahidratado (Na2B4O7·10H2O)

en agua hasta obtener 1000 mL. Proteger la solución de la absorción de bióxido de carbono.

SOLUCIÓN E. HIDRÓXIDO DE CALCIO SATURDO. A 25ºC. Agitar un exceso de hidróxido de calcio [Ca(OH)2] en agua,

decantar a 25ºC antes de su uso. Proteger la solución de la absorción de bióxido de carbono.

APARATO. Este aparato opera sobre el principio de equilibrio cero, proporcionando lecturas del tipo digital o de aguja de

deflección directa con escala amplia. La fuente de energía puede ser corriente directa o alterna. El aparato tendrá una perilla

de ajuste, manual o automática, con el objeto de igualar las condiciones de temperatura del aparato con la de las soluciones

de prueba. El aparato va a medir el potencial de la solución a través de los electrodos en milivolts y en unidades de pH.

ELECTRODO DE REFERENCIA. Emplear como electrodos de referencia el de calomel o el de cloruro de plata-plata, cuyas

composiciones son: a) calomel-mercurio. Hg2Cl2(s); KCl(liq). b) Plata-cloruro de plata Ag. AgCl(s); HCl(liq). La conexión

del electrodo de calomel a la solución de prueba, se hace a través de una solución saturada de cloruro de potasio y la

conexión eléctrica es a través de un alambre de platino en contacto con el mercurio.

ELECTRODO DE VIDRIO. Se emplea como electrodo indicador. Es del tipo de membrana y su uso primordial es para la

determinación de la concentración de iones de hidrógeno en soluciones acuosas. La red de silicatos de la membrana

provoca un intercambio de iones en las superficies exteriores e interiores del vidrio, tomando potenciales que dependen de

la solución con la

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