Uso del medidor de pH

El medidor de pH es un dispositivo eléctrico que determina la acidez o basicidad de las soluciones acuosas, uno de los parámetros más comúnmente monitoreados.

Para usar un medidor de pH, el electrodo de pH primero se calibra con soluciones tampón estándar con valores de pH conocidos que abarcan el rango que se está midiendo. Para realizar una medición de pH, el electrodo se sumerge en la solución de muestra hasta que se alcanza una lectura estable. A continuación, el electrodo se enjuaga después de cada muestra y se almacena en una solución de almacenamiento una vez que se han completado todas las mediciones.

Este video demostrará cómo calibrar un medidor de pH y obtener mediciones de pH, además de ofrecer algunos consejos sobre el manejo del electrodo frágil.

Cuando se coloca un ácido o una base en agua, pueden ocurrir reacciones de hidrólisis. La cantidad de iones hidronio o iones hidróxido producidos en la reacción determina la acidez o basicidad de la solución. Esta importante propiedad se evalúa comúnmente por la concentración del ion hidronio, que a menudo se acorta como ion hidrógeno o protón. Para la mayoría de las soluciones, la concentración de iones de hidrógeno, expresada en moles por litro, es muy pequeña, por lo que se ha introducido una cantidad más práctica, el pH.

El pH se define como el logaritmo negativo de la concentración molar del ion hidrógeno. La escala de pH oscila entre 0 y 14. El agua pura es neutra con un pH de 7; Un pH inferior a 7 es ácido y un pH superior a 7 es básico. Dado que la escala de pH es logarítmica, una disminución unitaria en el pH equivale a un aumento de diez veces en la acidez.

Entonces, ¿cómo mide el pH el pH? Un componente clave de un medidor de pH es un electrodo sensible a los iones de hidrógeno. La solución dentro de este electrodo contiene una concentración conocida de iones de hidrógeno. Cuando el electrodo se sumerge en una solución de pH desconocido, se desarrolla un potencial eléctrico en función de la concentración de iones de hidrógeno en la solución de prueba. Este electrodo sensible a los iones de hidrógeno, junto con un electrodo de referencia con el que a menudo se combina en un solo cuerpo, está conectado al medidor de pH, de modo que el potencial desarrollado puede medirse y convertirse en el valor de pH.

Ahora que entiendes la teoría detrás de un medidor de pH, veamos su uso en un entorno agrícola.

Antes de las mediciones de pH, se calibra el medidor de pH. La calibración debe realizarse al comienzo de cada día o antes de cada medición si se requieren datos extremadamente precisos.

Elija tampones que abarquen el rango de valores de pH de las muestras. En esta demostración, el medidor de pH se calibra con tres tampones con pH 4, 7 y 10. Asegúrese de que los búferes estén actualizados, sin usar y sin caducar.

Para comenzar, encienda el medidor de pH presionando el botón de encendido.

A continuación, conecte la sonda de pH y la compensación automática de temperatura, o sonda ATC, a la unidad. En la pantalla LCD, asegúrese de que el modo de medición sea "pH". De lo contrario, presione el botón "MODE" hasta que aparezca "pH".

A continuación, retire el electrodo de pH del tampón de almacenamiento. Tenga cuidado de no permitir que la pera del electrodo se seque en ningún momento durante el experimento. Enjuague el electrodo con agua destilada, seguido del tampón estándar de pH 7.

A continuación, sumerja el electrodo de pH en el tampón. Agite el tampón con una barra magnética para obtener mejores resultados. Para evitar romper el frágil electrodo, asegúrese de mantener una distancia entre el electrodo y la barra agitadora.

Pulse el botón "CAL(ibration)/MEAS(urement)" para seleccionar la función de calibración. Establezca el valor de pH del tampón en 7,00. Cuando la lectura sea estable, presione "ENTER". La lectura primaria parpadea brevemente; A continuación, la pantalla secundaria muestra los búferes restantes. El electrodo ya está listo para ser calibrado con el siguiente tampón estándar.

Enjuague el electrodo de pH como antes, primero con agua destilada y luego con el tampón estándar de pH 4. A continuación, coloque el electrodo en el tampón. Cuando la lectura sea estable, presione "ENTER". La lectura primaria parpadea brevemente, seguida de una visualización del porcentaje de eficiencia, o pendiente, antes de que los búferes restantes se muestren en la pantalla secundaria.

Por último, repita los pasos de enjuague y calibración con el tampón estándar de pH 10. La lectura constante debe ser pH 10.01. Una vez que se presiona "Enter", se realiza la calibración de 3 puntos y el medidor volverá automáticamente al modo de medición.

El dispositivo ya está listo para ser utilizado para analizar muestras de suelo de un campo de papas.

Comience las mediciones de pH enjuagando a fondo el electrodo de pH con agua destilada. Seque suavemente el electrodo en un pañuelo de limpieza de laboratorio para eliminar el exceso de agua. Tenga cuidado de no frotar la bombilla, ya que puede causar una acumulación de carga estática. El paso de enjuague debe realizarse entre cada muestra para evitar la contaminación.

A continuación, sumerja el electrodo de pH en una muestra agitando. La velocidad de agitación debe ser la misma que durante la calibración. Espere a que la lectura se estabilice, lo que debería tomar menos de 60 s, para la mayoría de las muestras, luego registre el valor de pH. Si es necesario, presione el botón "HOLD" para congelar la pantalla de lectura. Presione nuevamente para reanudar la lectura en vivo. El valor de pH se puede almacenar en la memoria pulsando el botón "MI". (o inserción de memoria). El valor de ubicación de memoria almacenada, o StO, se mostrará brevemente.

Repita los pasos de enjuague y medición como se muestra anteriormente para todas las muestras restantes. Una vez completadas todas las mediciones, enjuague bien el electrodo antes de colocarlo en la solución de almacenamiento.

En este experimento, se midió el pH de múltiples muestras de suelo de campos agrícolas. El pH tiene numerosos efectos sobre el crecimiento de los cultivos, incluida la disponibilidad de nutrientes, la toxicidad y el control de enfermedades. Los diferentes cultivos tienen rangos de pH de crecimiento óptimo. Al controlar el pH, se pueden minimizar las enfermedades y aumentar el rendimiento.

Las muestras de suelo se recolectaron de cinco campos de papa bajo diferentes prácticas de rotación de cultivos con o sin riego con agua subterránea. El riego con agua subterránea aumentó consistentemente el pH del suelo en los cinco campos. Estos datos son esenciales para proporcionar recomendaciones de encalado para los campos de papa.

Muchos campos de la ciencia requieren mediciones o monitoreo de pH en sus investigaciones.

Por ejemplo, para utilizar la biomasa de manera más eficiente y comprender mejor la arquitectura de la pared celular de la planta, se llevaron a cabo una serie de reacciones para sintetizar biomímicos de la madera, de modo que se pueda comprender mejor la arquitectura de la pared celular de la planta.

En el primer paso, se utilizó fibra de celulosa kraft para generar celulosa nanofibrilada. El pH de la mezcla de reacción disminuyó a medida que se oxidaron los grupos hidroxilo de la celulosa.

El pH se monitoreó y ajustó continuamente mediante la adición de hidróxido de sodio. Una vez que todos los grupos hidroxilo accesibles se oxidaron, el pH ya no cambiaría y la reacción se completó.

En este estudio ambiental se analizó la escorrentía de agua en una instalación que simulaba paisajes urbanos. La escorrentía tiene el potencial de transportar nutrientes y sedimentos a los arroyos y lagos locales, donde pueden contribuir a la eutrofización.

Se construyó una instalación con múltiples parcelas de campo y se recolectó el agua de escorrentía. Se cuantificó el pH de las muestras de escorrentía, junto con otros constituyentes químicos.

En la investigación en ciencias de la vida, el pH también es de gran interés, ya que está estrictamente regulado en los organismos vivos. En este ejemplo, se desarrollaron sensores fluorescentes de pH.

Para calibrar estos sensores in vitro, se realizó una valoración del pH en una cubeta, donde se midió el pH de la solución del sensor con un microelectrodo, y se obtuvieron los espectros de emisión a cada pH. De esta manera, la intensidad de fluorescencia podría trazarse contra el pH para generar una curva de calibración.

Estos sensores se utilizaron para medir el pH en células vivas.

Acabas de ver la introducción de JoVE al uso de un medidor de pH. Ahora debe comprender qué es el pH, cómo funciona el medidor y cómo usar uno para medir el pH.

¡Gracias por mirar!