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pH

Se trata de una unidad de medida de alcalinidad o acidez de una solución, más específicamente el pH mide la cantidad de iones de hidrógeno que contiene una solución determinada, el significado de pH en sus siglas es potencial de hidrogeniones, este se ha convertido en una forma práctica de manejar cifras de alcalinidad, en lugar de otros métodos un poca más complicados. Se puede medir de manera precisa a través de la utilización de una herramienta conocida como pH-metro, este aparato puede medir la diferencia de potencial entre un par de electrólitos.

pH

Qué es el pH

El concepto de pH es un parámetro que se utiliza para medir el grado de acidez de una sustancia. A través de éste se logra determinar la concentración de hidrogeniones (ion positivo de Hidrógeno) en una disolución.

El potencial de hidrogeniones de una solución se puede llegar a medir con aproximaciones, utilizando para ellos indicadores de ácidos o bases los cuales pueden presentar una coloración distinta dependiendo del nivel de alcalinidad o ácidez, normalmente el método consiste en emplear un papel impregnado con los indicadores cualitativos. Otros indicadores utilizados son el naranja de metilo y la fenolftaleína.

En la química la determinación de acidez o alcalinidad de una sustancia es uno de los procedimientos más importantes, ya que a través de los resultados de éste se pueden obtener muchos datos con respecto a la estructura y actividad de las moléculas y a su vez saber más con respecto a las células del cuerpo.

La definición de potencial de hidrogeniones es básicamente, los ácidos y bases que tienen distintas concentraciones de iones de hidrógeno, siendo los más fuertes, aquellos que contengan mayor cantidad de iones y los débiles lo que no posean tanta concentración. Este es el encargado de expresar el valor numérico de las concentraciones de iones de hidrógeno.

En algunos casos la carga de iones suele ser bastante baja, lo que se vuelve tedioso al momento de trabajar con dichas cifras, es por ello que se ideó una tabla única, llamada la “escala del pH”, la tabla se encuentra compuesta por 14 unidades numeradas, desde el 0 hasta el 14, siendo el 0 el punto máximo de acidez y el 14 la base máxima, el 7 representa el punto medio de la tabla y es neutro, lo que quiere decir que las soluciones con un valor por debajo del 7 son ácidas y las que están por encima son básicas.

Para qué sirve el pH

El pH sirve para determinar la alcalinidad o acidez de una sustancia y determina la medida de concentración de iones de hidrógeno.

La escala del pH

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La escala del potencial de hidrogeniones fue creada por Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939), un bioquímico danés nacido en Haure Bjerg, en el año 1901 fue designado como director de la Sección Química de los Laboratorios Carlsberg, desde entonces se convirtió en uno de los principales investigadores de los aminoácidos, las enzimas y las proteínas.

La concentración de iones de hidrógeno (protones) jugó un papel clave en las reacciones enzimáticas, por lo que en 1909 ideó una forma simple de expresarlo, que era calcular el logaritmo negativo de dicha concentración. De esta manera, se obtuvieron valores simples y manejables dentro de una escala conveniente, que él llamó pH.

La escala de potencial de hidrogeniones está numerada desde el 1 hasta el 14, entre el 1 y el 6 significa que la sustancia es más ácida, el 7 es el caso del agua destilada y tiene un valor neutro, y del 8 al 14 significa que la sustancia es más alcalina.

La secuencia que tiene la escala del pH es logarítmica, lo que quiere decir que la diferencia entre una unidad numérica y otra, puede ser 10 veces más básica o ácida dependiendo del caso.

Los valores en la escala de pH son multiplicados por 10 en cada unidad. Es decir, que el valor del potencial de hidrogeniones de 6 es 10 veces más acídico que un pH con un valor de 7, pero un potencial de hidrogeniones de 5 es 100 veces más ácido que un pH de 7.

Otro caso es el valor del potencial de hidrogeniones de 8 el cual es 10 veces más alcalino que un pH con un valor de 7, pero un potencial de hidrogeniones de 9 es 100 veces más alcalino que un pH de 7.

Importancia del pH en la vida cotidiana

El hombre en su día a día utiliza muchos productos químicos que podrían resultar peligrosos, es por esta razón que se debe realizar una medición de pH, para probar su grado de acidez y el riesgo que se puede correr al utilizarlos.

Al ingerir alimentos se altera el pH del cuerpo. El estómago de una persona tiene un pH de 1-4 ya que éste ácido es necesario para la descomposición de los alimentos. Algunos alimentos pueden ocasionar que el estómago genere más ácido, ésto es muy común y dicho ácido puede llegar a perforar las paredes del estómago y causar úlceras. Su exceso podría llegar hasta el esófago, llegar hasta la boca y ocasionar lo que comúnmente se conoce como acidez, por esto se debe cuidar la calidad de los alimentos que se consumen.

Existe vegetales como la cereza, la fresa, el repollo morado, la cebolla y el repollo morado, que contienen una sustancia llamada antocianina, ésta es muy sensible a los valores de potencial de hidrogeniones. En el caso específico del repollo morado posee cianidina, que puede ser utilizado como un indicador que cambia de color, cuando es expuesto a una sustancia química.

En el caso del potencial de hidrogeniones en la boca después de cepillar tus dientes, normalmente su valor es alrededor de 7, es decir un pH neutro, que no produce ningún daño a los dientes. Si el pH se encuentra debajo de 5.5, el esmalte se comienza a perder, dañando los dientes. Para reducir ésto en las encías y dientes se debe mantener una boca sana; es necesario el cepillado después de cada comida.

pH de algunas sustancias que forman parte de la cotidianidad de las personas:

  • Sustancia de ejemplo – nivel de pH
  • Ácido clorhídrico 1 M – 0
  • Jugo gástrico – 1
  • Jugo de limón – 2
  • Vinagre – entre 2.4 y 3.4
  • Jugo de naranja – 4
  • Cerveza – 5
  • Leche – 6
  • Agua pura – 7
  • Sangre – 8
  • Agua jabonosa – 9
  • Leche de magnesia – 10
  • Agua de cal – 11
  • Amoníaco – 12
  • Hidróxido de sodio 0,1 M – 13
  • Hidróxido de sodio 1 M – 14

Indicadores de pH

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Los indicadores de pH son los diferentes medios que se utilizan para determinar el potencial de hidrogeniones de una sustancia. Existen tres tipos que son, indicadores líquidos, papeles indicadores y pH metros.

Indicadores líquidos

Son bases orgánicas que poseen diferentes colores que varían según su forma ácida. Trabajan en rangos limitados, varían su color y dejan de variar cuando alcanza el máximo nivel de dicho rango. Debe ser usado solo en soluciones incoloras, para poder observar el cambio de color.

Existe una gran cantidad de indicadores líquidos de distintos rangos de potencial de hidrogeniones, y colores, incluyendo el rojo de cresol (rojo a amarillo en un rango de 0,2 a 1,8), el rojo de metilo (rojo a amarillo en un rango de 4,2 a 6,2), verde bromocresol (rosado a azul/verde de 4,2 a 5,2), y la fenolftaleína (incolora a rosada en un rango de 8,0 a 10,0).

Estos indicadores son muy utilizados en las titulaciones química analítica, pero se debe contar con un nivel de entrenamiento para lograr que esta práctica sea precisa.

pH-metros

Éstos surgen por la necesidad de los laboratorios y sus analistas, de obtener valores exactos desde éste parámento, algo que no se logra con los indicadores líquidos, ni los de papel. Está basado en la medición del diferencial de potencial eléctrico entre el pH del electrodo y el electrodo referencial.

Este equipo está conformado por dos electrodos, uno de estos es metálico e insensible al pH de la solución, más un amplificador electrónico sencillo. Su calibración se realiza con soluciones de pH conocidos, que sirven para leer sustancias.

Papeles indicadores

Se trata de un papel tornasol (éste es elaborado con un polvo proveniente de líquenes) que debe entrar en contacto con la solución de una manera discreta, para poder analizar y medir su precisión.

Este papel sirve para saber si una solución líquida o gaseosa es básica o ácida, su presentación es en dos colores, rojo y azul.

Cuando se trata de una solución líquida, el papel no debe ser introducido por completo en ella, el proceso es colocar gotas o tocar el líquido de una manera muy breve.

Cuando la solución es gaseosa, se debe pasar el gas sobre la superficie de papel, para que de esta manera cambie de color.

pH de la orina

La orina está compuesta de elementos sólidos y líquidos. En los procesos patológicos del cuerpo, es posible que los riñones eliminen no solo las sustancias típicas (las sustancias que los riñones normalmente excretan en la orina), sino también otros componentes del metabolismo.

El potencial de hidrogeniones de la orina se obtiene a través de análisis que se realizan a muestras de ésta sustancia. Este análisis se lleva a cabo utilizando una tira reactiva hecha con una almohadilla con una escala cromática. El color que tome la tira es el significado de pH o el ácido que contiene la orina.

Los valores normales de la orina oscilan entre 4.6 y 8.0 en el pH, cuando estos niveles están alterados, puede significar un trastorno real o en las vías urinarias.

pH del agua

Como se ha señalado anteriormente, el potencial de hidrogeniones indica cuando una sustancia es alcalina o ácida, ésta es una de la pruebas más comunes aplicadas al agua para conocer su calidad. Existen diferentes tipos de agua y cada una tienen sus propios valores de pH, estos son:

  • El agua destilada: Su pH es de 5,8
  • El agua potable su potencial de hidrogeniones se ubica entre 6,5 y 9,5
  • El agua mineral el pH es entre 4,5 y 9,5
  • El agua del océano mantiene un potencial de hidrogeniones alcalino con valores entre 7,4 y 8,5
  • El agua de acuario puede haber vida si mantiene su potencial de hidrogeniones entre 4,5 y 9, aunque estos niveles se consideran extremos, un acuario puede mantener un pH neutro entre 6,8 y 7,2.
  • El potencial de hidrogeniones agua de piscina debe mantener un pH entre 7,2 y 7,6, por encima de estos valores, el cloro pierde su efectividad y por debajo de estos niveles el agua sería muy ácida para el cuerpo de los bañistas, causando irritación en piel y ojos.

pH de la leche

La leche es considerada uno de los alimentos más completos en nutrición para el ser humano. Debido a su variada composición (proteínas, carbohidratos, grasas, vitaminas y sales minerales), por su alta digestibilidad y su capacidad de uso por el cuerpo humano, su sabor y sus posibilidades de empleo en la elaboración de otros productos alimenticios, leche líquida y productos lácteos, siendo alimentos esenciales para satisfacer las necesidades biológicas del ser humano.

Para la medición de la acidez real de la leche y determinar su pH se utiliza un medidor portátil modelo HI 98162 el cual consta de un electrodo para medir el nivel de alcalinidad o ácidez de la leche.

Generalmente el potencial de hidrogeniones de la leche es alrededor de 6,7, cuando este valor comienza a bajar, se acidifica y comienza la degradación de este producto, generando bacterias que producen ácidos lácticos, quebrando la lactosa y bajando el pH de la leche.

pH de la sangre

En el ser humano es fundamental el equilibrio del pH de la sangre, una variación en estos niveles pueden ocasionar un estado de coma y hasta la muerte. Este tipo de potencial de hidrogeniones debe estar ligeramente alcalino en un nivel entre 7,35 y 7,45, pero estudios demuestran que el 90% de los habitantes de los países desarrollados sufren de acidosis.

La acidosis está relacionada directamente con la alimentación, los hábitos, la contaminación y la salud emocional de las personas. La acidez altera los niveles óptimos de electrolitos en el organismo a un nivel químico y elemental, actúa sobre los electrolitos de Sodio, Hierro, Potasio, Calcio y cada uno de estos tienen una función vital, fundamental y específica en el organismo.

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pH de la saliva

La saliva es un fluido corporal compuesto en un 99% por y el resto son molecular inorgánica y orgánicas, ésta proviene de las glándulas salivales.

El potencial de hidrogeniones normal de la saliva debe estar entre 5,6 a 7 y está compuesta por iones como el sodio, el potasio o cloro y las enzimas que contribuyen en la degradación inicial de los alimentos, la protección contra las infecciones bacterianas, la cicatrización y las funciones gustativas.

pH del suelo

El pH del suelo, su grado de acidez o alcalinidad, se mide a través de la escala de potencial de hidrogeniones, por lo general los suelos mantienen un pH entre 4 y 8, a pesar de ésto la mayor parte de los cultivos prosperan en tierras con valores entre 6 y 7.

En los suelos con un potencial de hidrogeniones menor a 6,5 se reduce notablemente la disponibilidad de fósforo y de molibdeno. Los que presentan un pH mayor a esa cifra (tendiendo a alcalinos) reducen la disponibilidad de cobre, manganeso, zinc y hierro.

pH del vinagre

El vinagre es una sustancia líquida que es utilizada como un condimento para las comidas, pero aparte de ésta tiene otras cualidades para las cuales puede ser utilizado. Su pH se encuentra entre el 2,4 y 3,4. La acidez del vinagre es volátil, y esto se debe a la presencia del ácido acético.

pH de la piel

Para que un potencial de hidrogeniones del rostro y cuerpo esté en óptimas condiciones deben estar entre los niveles de 4,7 5,755, esto quiere decir que el pH en la piel es ligeramente ácido. Éste puede variar ligeramente de acuerdo al área del cuerpo y el género de la persona, además intervienen en las distintas etapas de la vida.

La tabla del pH

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La tabla de pH mide el grado de acidez de un objeto. Los objetos que no son muy ácidos se llaman básicos. Esta tabla tiene valores que van desde cero (el valor más ácido) hasta 14 (el más básico). Un ejemplo es el agua pura la cual tiene un valor de pH de 7. Ese valor se considera neutro, ni ácido ni básico.

La lluvia limpia normal tiene un valor de pH entre 5.0 y 5.5, un nivel ligeramente ácido. Sin embargo, cuando la lluvia se combina con óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre, producidos por las centrales eléctricas y los automóviles, la lluvia se vuelve mucho más ácida. La lluvia ácida típica tiene un valor de pH de 4.0. Una disminución en los valores de pH de 5.0 a 4.0 significa que la acidez es diez veces mayor.

Medidores de pH

Los medidores de potencial de hidrogeniones son unos instrumentos que se utilizan para medir la alcalinidad y la acidez de las sustancias. Estas medidas están representadas por una escala que va desde el 0 al 14.

¿Cómo se mide el pH?

Para medir potencial de hidrogeniones de una sustancia se puede hacer por dos métodos, el potenciométrico o el colorimétrico.

El colorimétrico es el método más simple, se utilizan sustancias conocidas como indicadores de potencial de hidrogeniones que existen en diferentes presentaciones y con propiedades específicas para medir los niveles de pH determinados.


Bibliografía

Adrián, Yirda. ( Última edición:18 de septiembre del 2019). Definición de pH. Recuperado de: https://conceptodefinicion.de/ph/. Consultado el 14 de noviembre del 2019